[发明专利]凸轮驱动设备及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种凸轮驱动设备及加工方法，并且尤其涉及一种适于用于加工非圆形镗孔(bore)的内周面的加工设备使用的凸轮驱动设备和加工方法。

背景技术

通常，在车辆的制造过程中，通过切割工作形成引擎的汽缸体的镗孔，并且然后在汽缸体中安装汽缸盖、曲轴箱等。而且，活塞也安装在该镗孔中。当驱动现行引擎时，引擎中的燃料燃烧，并且活塞通过燃烧气体加热并且伸展。此时，活塞的形状在截面上接近于理想的圆形，因此活塞具有基本上理想的圆形截面。因此，当活塞安装在汽缸体的镗孔中时，活塞具有椭圆形状，其中长轴稍微地长于短轴。在某些情况下，期望镗孔的截面形状是期望的椭圆形状，该椭圆形状相对于活塞的截面的轮廓具有向外的固定空隙。因此，期望执行切割工作以使得镗孔的截面形状接近于这样一种状态，在镗孔的截面和活塞之间形成固定范围的空隙，并且还期望在装配引擎之后，当驱动引擎时，镗孔具有基本理想的圆形截面。

到目前为止，难以高速地以包含期望的椭圆形状的非圆形形状加工镗孔，并且因此，到目前为止，以基本理想的圆形形状加工镗孔。即使汽缸体的镗孔被加工成具有期望的椭圆截面，当汽缸盖、曲轴箱等装配到汽缸体时，镗孔的形状变形。当镗孔如上述那样变形时，它增加了当使用引擎时镗孔和活塞之间的滑动阻力，并且因此存在引擎不能实行期望行为的风险。

因此，在加工汽缸体的镗孔的过程中，当附接了模拟汽缸盖的仿真盖的同时执行镗孔加工，并且当镗孔加工完成时，拆下仿真盖。然而，在每当执行汽缸体的镗孔的加工时执行仿真盖(dummy head)的附接和拆下工作等的情况下，大大地降低了生产率。

为了解决该问题，已提出了以下方法(参见日本专利公开JP-A-2007-313619)。即，仿真盖安装在汽缸体中，并且加工镗孔以在截面中具有包含期望的椭圆形状的非圆形形状，或者在截面中具有包含基本完美的圆形形状的理想圆形形状。随后，从汽缸体拆下仿真盖。此时，安装仿真盖所造成的应力被释放，并且因此镗孔的形状变形并且在截面中变成非圆形形状。测量具有非圆形截面的镗孔的总体形状以生成NC数据。具体地，测量点沿着由于仿真盖的拆下已变形为具有非圆形截面的镗孔的轴线以预定间隔设置，并且测量镗孔在各个测量点处的截面形状，由此生成上述的NC数据。

其后，在未安装任何仿真盖的情况下，基于生成的NC数据在未加工的汽缸体上执行镗削加工，来形成非圆形的镗孔。根据该方法，即使在镗孔是在未将仿真盖固定到汽缸体的条件下加工的情况下，当安装汽缸时，镗孔具有这样的三维形状，该三维形状具有期望的理想椭圆截面。

然而，当从汽缸体拆下仿真盖时镗孔的变形量不是必须均匀的，并且因此镗孔在各个测量点处的截面形状彼此不同。因此，为了在汽缸体中形成非圆形镗孔，必须沿着轴线执行与在每个测量点处的截面形状相对应的切割工作。在切割工具突出到镗孔的内周面的同时执行切割工作。为了加工镗孔以使得镗孔在各个测量点处具有不同的截面形状，需要精确地设置切割工具在每个测量点处的突出量。当突出量的控制不精确时，镗孔的截面在汽缸盖装配到汽缸体时不具有期望的理想椭圆形状，并且这使得当使用引擎时镗孔和活塞之间的滑动阻力增加。

发明内容

考虑到上述问题实施了本发明，并且本发明的目的是提供一种可高精确度地加工非圆形镗孔的内周面的凸轮驱动设备和加工方法。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于加工设备的凸轮驱动设备，该加工设备包括：圆柱状构件25；旋转轴11、12，该旋转轴设置在圆柱状构件中并且在该旋转轴的外周面上形成有安装孔111；设置于旋转轴的凸轮121；以及工具13，该工具安装在旋转轴的安装孔中使得该工具能够根据凸轮的轮廓在旋转轴的径向方向通过安装孔突出和缩回，圆柱形构件和旋转轴轴向地往复运动以加工非圆形镗孔，特征在于，所述凸轮驱动设备包括：存储单元91，其用于存储表示凸轮的旋转角和工具的基于凸轮的旋转角提供的突出量之间的关联关系的数据表90；和控制器41，其用于根据存储单元中存储的数据表使旋转轴相关于圆柱状构件的旋转角提前或延迟。

根据凸轮驱动设备，凸轮用作使工具突出的机构，并且因此可便于构造。另外，存储将凸轮的旋转角和工具的基于旋转角获得的突出量相互关联的数据(数据表)，并且根据相关数据(数据表)，使旋转轴在相对于圆柱状构件的旋转角方面提前或延迟。因此，当使用具有任何凸轮轮廓的凸轮时，可适当地调整设置在安装孔中的工具的突出量。因此，可高精确度地加工非圆形镗孔。