专利名称：通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机气门的焊接修复设备，特别是一种通用的可同时冷却多个气门并且能够防止气门挺柱端面磨损的气门修复工装。
背景技术：
“工装”即生产过程工艺装备，指制造过程中所用的各种工具的总称，包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具等。工装分为专用工装、通用工装、标准工装。图1为发动机的气门的结构示意图，其包括气门底1、座圈配合面2、气门挺柱3和挺柱端面4。气门长期服役后，座圈配合面会产生严重的磨损，现行的修复方法包括更换气门座圈或者直接报废，但是，无论从环境意义或是经济意义上讲，都要求避免这两种处理方式而采用自动化再制造的方式。目前，气门的堆焊或熔覆修复尚滞留于单件或小批量阶段，须根据不同的气门的尺寸分别设计焊接工装卡具，不能提供通用的气门修复平台，因此提高了气门的修复代价。鉴于气门座圈配合面边缘的厚度小，约2_，即配合面边缘为高约2_的圆柱面，焊接过程中，焊接热流会导致边缘下蹋，因此必须对其进行有效冷却。而已有的冷却卡具由于气门尺寸过小、散热方位单一而不能胜任，并且现有的冷却卡具结构简单，不能实现多气门同时冷却。另外，气门挺柱的工作平面为端面，在焊接定位中，气门挺柱端面和气门顶压块之间压力大，而且会产生相对运动，目前缺乏行之有效的可以减小相对压力和改变相对运动模式等防止挺柱端面划伤或磨损的方法。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装，其可通用于各类型号气门，能够同时对各个工位的气门进行有效冷却，并可防止气门挺柱端面磨损及改变其与气门顶压块之间的相对运动模式。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
一种通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装，它包括若干个修复工位，每一个该修复工位包括气门底座、冷却滑环、压紧机构和定位机构；
该气门底座为可更换式，设有用于容置对应气门底的凹槽；该气门底座固定于一可旋转的转动座上，该转动座与一个电机通过主、从动同步带轮和同步带连接而可实现同步转动；该气门底座周围滑动设有冷却滑环，该冷却滑环由薄板和弧形管焊接围成，且各该修复工位的冷却滑环通过圆管连通；
该压紧机构设于该气门底座的正上方，包括定位块、压紧螺栓、压块和滚珠；该定位块内部设有竖直方向的管道，该压紧螺栓、压块和滚珠从上到下依次设于该管道内；该压紧螺栓和该压块之间设有弹簧，通过旋紧或旋松该压紧螺栓可以增大或减小压块对滚珠的压力；该定位块的下端面设有用于阻挡该滚珠下落的挡片； 该定位机构包括外螺纹管、内螺纹管，二者可以通过定位螺栓进行位置锁定，该内螺纹管通过悬臂骨架与该定位块外部连接。所述电机为正反转可控步进式电机。所述修复工位对称排列为圆形。所述气门底座的凹槽内设有沉孔螺栓孔用于与所述转动座连接。所述电机、外螺纹管、冷却滑环设于一个上支撑盘上。本发明的有益效果是:由于采取以上技术方案，本发明具有以下优点:首先本工装通过可更换式气门底座和可升降的定位机构，可以通用于各种型号的气门，因此节省了卡具设计和制作的时间和成本；其次，通过冷却滑环可以实现多个工位同时有效冷却，可以节省固定位置换装气门的时间，提高了生产效率；最后，将气门挺柱端面与气门顶压块之间的相对运动模式改为滚动，防止了气门挺柱端面磨损。
图1是发动机的气门的结构示意图。图2是本发明的每个修复工位的结构和原理示意图。图3是本发明的定位机构与压紧机构的结构和原理示意图。图4是本发明的气门底座的装配示意图。图5是本发明的多工位冷却滑环的结构示意图。图6是图5中A处的截面图。附图标号:1、气门底；2、座圈配合面；3、气门挺柱；4、挺柱端面；5、气门底座；51、凹槽；52、转动座；6、冷却滑环；7、定位块；8、压紧螺栓；9、压块；10、滚珠；11、弹簧；12、内螺纹管；13、外螺纹管；14、定位螺栓；15、沉孔螺栓孔；16、沉孔螺栓；17、挡片；18、圆管；19、上支撑盘；20、电机；21、主动同步带轮；22、从动同步带轮；23、同步带；24、悬臂骨架。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图2所示，本发明通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装包括若干个修复工位，可以对称排列为圆形，每一个该修复工位包括气门底座5、冷却滑环6、压紧机构和定位机构。如图2及图4所示，该气门底座5为可更换式，设有用于容置对应气门底的凹槽51。该气门底座5固定于一可旋转的转动座上，该转动座与一个电机20通过主、从动同步带轮21、22和同步带23连接而可实现同步转动，电机可以选用正反转可控步进式电机。该气门底座5周围滑动设有冷却滑环6。如图5及图6所示，冷却滑环6由薄板和弧形管焊接围成，且各修复工位的冷却滑环6通过圆管18连通。如图2及图3所示，该压紧机构设于该气门底座5的正上方，包括定位块7、压紧螺栓8、压块9和滚珠10 ;该定位块7内部设有竖直方向的管道，该压紧螺栓8、压块9和滚珠10从上到下依次设于该管道内；该压紧螺栓8和该压块9之间设有弹簧11，通过旋紧或旋松该压紧螺栓8可以增大或减小压块9对滚珠10的压力；该定位块7的下端面设有用于阻挡该滚珠10下落的挡片17，不工作时挡片17即可以托住滚珠10。该定位机构包括外螺纹管13、内螺纹管12，二者可以通过定位螺栓14进行位置锁定，该内螺纹管12通过悬臂骨架24与该定位块7外部连接。定位螺栓14将内螺纹管12锁定在外螺纹管13上的不同高低位置，进而可以调整压紧机构的位置。上述电机、外螺纹管13、冷却滑环6，可以设于一个上支撑盘19上。本发明为适用于各类型号的气门，需要实现气门底座5直径可调、气门挺柱高度可调。因此采用可更换式的气门底座5，只需根据气门型号加工出不同内径的气门底座5即可，通过调节可升降式的定位机构的内螺纹管12、定位螺栓14与外螺纹管13，即可适应不同高度的气门。焊接过程中气门的冷却重点为气门座圈配合面的冷却，为了保证冷却效果，气门底座5的凹槽51内设有沉孔螺栓16孔15，采用沉孔螺栓16将气门底座5和转动座锁紧，冷却滑环6套住气门底座5，循环水绕座圈配合面流动，可实现对流冷却作用。在气门顶压块9和气门挺柱端面之间引入滚珠10，将相对运动模式改为滚动，同时在气门顶压块9和压紧螺栓8之间加入弹簧11，可以减小滚珠10和气门挺柱端面之间的相对压力，从而实现对气门挺柱端面的保护。具体工作时，首先根据待修复的气门底的大小，选择合适的气门底座5，将其固定于旋转座上，将带修复的气门放入气门底座5的凹槽51内。然后将定位机构中的定位螺栓14松开调整内螺纹管12的位置，使得压紧机构的滚珠10与带修复的气门挺柱的端面接触，然后旋紧压紧螺栓8即可进行对待修复气门的座圈配合面进行修复。通过步进电机带动主动同步带轮正、反转转动，同步带通过转动座上的从动同步带轮驱动转动座，从而驱动气门底座5相应地正、反转。各个修复工位的冷却滑环6通过圆管18导通，形成管路，冷却水从一端进入，从另一端排出，进而可以对气门底座5凹槽51内的气门底进行冷却。
权利要求
1.一种通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装，其特征在于，它包括若干个修复工位，每一个该修复工位包括气门底座、冷却滑环、压紧机构和定位机构； 该气门底座为可更换式，设有用于容置对应气门底的凹槽；该气门底座固定于一可旋转的转动座上，该转动座与一个电机通过主、从动同步带轮和同步带连接而可实现同步转动；该气门底座周围滑动设有冷却滑环，该冷却滑环由薄板和弧形管焊接围成，且各该修复工位的冷却滑环通过圆管连通； 该压紧机构设于该气门底座的正上方，包括定位块、压紧螺栓、压块和滚珠；该定位块内部设有竖直方向的管道，该压紧螺栓、压块和滚珠从上到下依次设于该管道内；该压紧螺栓和该压块之间设有弹簧，通过旋紧或旋松该压紧螺栓可以增大或减小压块对滚珠的压力；该定位块的下端面设有用于阻挡该滚珠下落的挡片； 该定位机构包括外螺纹管、内螺纹管，二者可以通过定位螺栓进行位置锁定，该内螺纹管通过悬臂骨架与该定位块外部连接。
2.根据权利要求1所述的发动机气门焊接修复工装，其特征在于:所述电机为正反转可控步进式电机。
3.根据权利要求1或2所述的发动机气门焊接修复工装，其特征在于:所述修复工位对称排列为圆形。
4.根据权利要求3所述的发动机气门焊接修复工装，其特征在于:所述气门底座的凹槽内设有沉孔螺栓孔用于与所述转动座连接。
5.根据权利要求4所述的发动机气门焊接修复工装，其特征在于:所述电机、外螺纹管、冷却滑环设于一个上支撑盘上。
全文摘要
一种通用多工位冷却式发动机气门焊接修复工装，包括若干个修复工位，修复工位包括气门底座、冷却滑环、压紧机构和定位机构；气门底座为可更换式，固定于一可旋转的转动座上；气门底座周围滑动设有冷却滑环，且各修复工位的冷却滑环通过圆管连通；压紧机构设于气门底座的正上方，包括定位块及设于定位块内部管道内的压紧螺栓、压块和滚珠；压紧螺栓和压块之间设有弹簧；定位块的下端面设有用于阻挡滚珠下落的挡片；定位机构包括外螺纹管、内螺纹管，二者可以通过定位螺栓进行位置锁定，内螺纹管通过悬臂骨架与定位块外部连接。本发明通用于各种型号的气门，可以同时有效冷却多个工位，并可以防止气门挺柱端面磨损。
文档编号B23K37/00GK103182615SQ201110448059
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者吕耀辉, 徐滨士, 刘玉欣, 舒凤远 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院