一种用于内燃机的部件(100)包括多个形成在该部件上的铸造特征件(例如116)、以及多个加工特征件(例如120)。该部件(100)还包括至少一个参考标记(128)，该参考标记(128)包括内腔(202)，该内腔由第一侧表面(204)、第一倾斜表面(208)、第二倾斜表面(210)、以及谷部表面(212)来包围。至少一个参考标记(128)在铸造操作过程中形成，且用来将部件(100)定位在夹具(300)上。多个加工特征件(120)不侵占至少一个参考标记(128)的区域。第一倾斜表面(208)和第二倾斜表面(210)相对于彼此成角度(α)。
1.一种用于内燃机的部件，所述内燃机适于放置在具有一个或多个凸起的定位器的夹具上，所述部件包括：多个形成在所述部件上的铸造特征件；
其中，所述一个或多个参考标记设置在与一个或多个夹具定位器的坐标互补的位置上；并且所述部件的所述一个或多个参考标记与夹具的一个或多个凸起件配合，以便将部件保持在相对夹具预定的固定位置中。
2.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述一个或多个参考标记包括由第一侧表面、第一倾斜表面、第二倾斜表面和谷部表面包围的内腔，其中所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面之间的所述角度约为90度。
3.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述定位器包括第一斜切表面、第二斜切表面、以及梢部，并且当所述部件设置在所述夹具上时，所述第一斜切表面和第二斜切表面接触所述第一倾斜表面和第二倾斜表面。
4.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述部件是内燃机的曲轴箱，并且所述多个加工特征件包括平的气缸盖接口表面。
5.如权利要求4所述的部件，其特征在于，还包括第二参考标记和第三参考标记，所述至少一个参考标记、所述第二参考标记和所述第三参考标记设置成邻近所述平的气缸盖接口表面的边缘，并且所述至少一个参考标记、所述第二参考标记和所述第三参考标记中的每个参考标记相互设置在不同定向。
6.如权利要求1所述的部件，其特征在于，形成在所述部件上的所述铸造特征件中的至少一些铸造特征件使用用于铸造操作的芯件来形成，并且所述部件还包括在所述铸造操作过程中由所述芯件形成的多个芯件参考标记。
7.一种用于内燃机的曲轴箱，所述内燃机适用于具有多个凸起件的夹具上，所述曲轴箱包括：设置在第一气缸排中的多个气缸内孔，其中，所述第一气缸排在一端具有第一气缸盖接口表面；
第一参考标记和第二参考标记，所述第一参考标记和第二参考标记设置在所述第一气缸盖接口表面的末端且邻近所述第一气缸盖接口表面的边缘；
第三参考标记，所述第三参考标记设置成邻近所述第一气缸盖接口表面的所述边缘，其中，所述第三参考标记相对于所述第一参考标记和第二参考标记转动；
其中，所述第一参考标记、第二参考标记和第三参考标记与夹具的相应的凸起件配合，以便在第一轴向方向、第二轴向方向和第一转动方向将所述曲轴箱约束到夹具上。
8.如权利要求7所述的曲轴箱，其特征在于，所述第一、第二和第三参考标记中的每一个包括内腔，所述内腔在四个侧面上由第一侧表面、第一倾斜表面、第二倾斜表面和谷部表面包围，其中第二倾斜表面相对第一倾斜表面设置成一内角；其中，所述内角是90度，所述第一轴向方向垂直于所述第二轴向方向，并且所述第一转动方向围绕第三轴线，所述第三轴线垂直于所述第一轴向方向和所述第二轴向方向中的每一个。
9.如权利要求7所述的曲轴箱，其特征在于，还包括：
第二气缸排，其中，所述第二气缸排与所述第一气缸排成角度，并且所述第二气缸排在一端具有第二气缸盖接口表面；
附加的第一参考标记和附加的第二参考标记，所述附加的第一参考标记和附加的第二参考标记设置在所述第二气缸盖接口表面的末端且邻近所述第二气缸盖接口表面的边缘；
附加的第三参考标记，所述附加的第三参考标记设置成邻近所述第二气缸盖接口表面的所述边缘，其中，所述附加的第三参考标记相对于所述附加的第一参考标记和附加的第二参考标记转动；
其中，所述附加的第一参考标记、附加的第二参考标记和附加的第三参考标记中的每一个包括：附加的内腔，所述附加的内腔在四个侧面上由以下表面包围：附加的第一侧表面，附加的第一倾斜表面，附加的第二倾斜表面，所述附加的第二倾斜表面相对于所述附加的第一倾斜表面设置成一内角，以及附加的谷部表面；
其中，所述附加的第一参考标记、附加的第二参考标记和附加的第三参考标记中的每一个能够在附加的第一轴向方向、附加的第二轴向方向和附加的第一转动方向将所述曲轴箱约束到夹具上。
10.如权利要求7所述的曲轴箱，其特征在于，还包括多个芯件参考标记，其中，所述芯件参考标记由在铸造操作过程中形成所述多个气缸内孔的曲轴芯件来形成。
将设在所述铸造部件上的至少一个参考标记设置成邻近设在所述机器夹具上的至少一个定位器；
其中，所述至少一个参考标记在铸造过程中形成在所述铸造部件中，并且所述参考标记保持不受在所述铸造部件上的所述至少一种加工操作的影响。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：从所述机器夹具上脱开所述铸造部件，以及使所述铸造部件重新配合至所述机器夹具。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：使附加的参考标记与附加的定位器配合。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使所述至少一个参考标记与所述至少一个定位器配合的所述步骤包括以下步骤：使所述至少一个参考标记的第一倾斜表面与所述定位器的第一斜切表面接触；
使所述至少一个参考标记的第二倾斜表面与所述定位器的第二斜切表面接触；
其中，所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面相对于彼此成角度。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，相对于所述机器夹具来约束所述铸造部件的所述步骤包括：使至少三个参考标记与所述机器夹具上的至少三个相应定位器配合，其中，所述至少三个参考标记中的每个参考标记相互设置在不同定向。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一个参考标记包括包围开口的第一倾斜表面和第二倾斜表面，并且在所述铸造部件上实施至少一种加工操作的所述步骤包括：远离所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面中的每一个实施钻孔、研磨、刨削和抛光操作中的至少一种操作。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，相对于所述机器夹具来约束所述铸造部件的所述步骤包括：相对于两个轴向自由度和一个转动自由度来约束所述铸造部件。
具有参考标记的发动机铸造部件及其加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及内燃机，包括但不局限于曲轴箱加工及其基准特征件。
背景技术
[0002] 内燃机包括具有多个气缸的曲轴箱。气缸含有活塞，由于燃烧事件使活塞作往复运动，该往复运动通过曲轴箱进行传递而产生发动机的扭矩输出。发动机曲轴箱常常是铸造金属制成，且包括在其铸造之后在其中形成或加工的特征件。
[0003] 用于加工曲柄箱的已知方法包括：铸造加工基准件或铸造特征件，这些加工基准件或铸造特征件用来将铸件定位到加工装置上。通过将铸件适当地设置和定位到加工装置上，可在曲轴箱中形成各个加工特征件时实现位置和公差尺寸。
[0004] 通常的加工基准件是“凸起件”或突起件，这些“凸起件”或突起件铸造在金属曲轴箱中，且装配到加工装置的“工作台”中的开口中。这些凸起件通常就是用来定位曲轴箱，并且常常设置在最终要被加工的表面上，因此来去除这些凸起件。去除凸起件的原因主要是减轻完成的和已加工的曲轴箱的重量，还有改进发动机中曲轴箱的形状、外观和匹配性。
[0005] 用于铸造金属曲轴箱的现有加工基准结构或凸起件的一个缺点是：它们的形状通常是矩形的，不允许在超过两个运动自由度上对准铸件。而且，将在成品中去除的现有基准结构不允许对成品中每个加工操作的质量进行尺寸检查。
[0006] 因此，需要一种改进的加工基准设计结构，该结构允许在超过两个自由度上定位待加工的铸件，且允许对成品中每个加工操作的质量进行尺寸检查。
发明内容
[0007] 一种用于内燃机的部件包括多个形成在该部件上的铸造特征件、以及多个加工特征件。该部件还包括至少一个参考标记，该参考标记包括内腔，该内腔由第一侧表面、第一倾斜表面、第二倾斜表面、以及谷部表面来包围。至少一个参考标记在铸造操作过程中形成，且用来将部件定位在夹具上。多个加工特征件不侵占至少一个参考标记的区域。第一倾斜表面和第二倾斜表面相对于彼此成角度。
附图说明
[0008] 图1是根据本发明的具有参考标记加工基准件的发动机曲轴箱的外形图。
[0009] 图2是根据本发明的参考标记加工基准件的详图。
[0010] 图3和4示出了根据本发明的参考标记和定位器的不同位置。
[0011] 图5是根据本发明的加工内燃机曲轴箱的方法的流程图。
[0012] 图6是具有参考标记加工基准件的发动机曲轴箱的剖视图，这些基准件用来验证气缸盖接口表面与每个曲轴芯件之间的关系。
[0013] 图7是用于根据本发明的曲轴箱的尺寸规划的简图。
具体实施方式
[0014] 下面描述了根据本发明的用于形成基准件或加工标记的装置及其方法，该基准件允许在超过两个自由度上定位待加工的铸件，且允许对成品中每个加工操作的质量进行尺寸检查。这里描述的基准件也可称为“参考”标记，因为它们在完工曲轴箱的加工过程之后不被去除，且可用作早期加工操作的“参考”。
[0015] 图1示出了发动机曲轴箱100的外形图。所示的曲轴箱100是具有“V”形结构的八缸发动机的曲轴箱。各具有四个气缸104的两个气缸排102沿着其全长相对地位于曲轴箱100的两侧。气缸排102连接到占据曲轴箱100中心部分的谷部结构106。气缸盖108显示为在气缸排102中的一个气缸排上附连到曲轴箱100。气缸盖108可包括附加的发动机部件(未示出)，诸如燃料喷射器、吸气阀和排气阀、顶置凸轮轴等。曲轴箱100还可包括多个不同的一体通道和/或内腔。例如，冷却剂通道110、涡轮增压器供油通道112、正时链内腔116及其它结构可形成在曲轴箱100内。
[0016] 中心供油通道118可以钻通曲轴箱100的谷部结构106的全长。可采用通常称之为“枪钻”的操作来形成通道188，其通过曲轴箱100的金属本体钻出长的开口。通道118可用来传输油或其它流体，从曲轴箱100一端传输到另一端。在发动机运行过程中，通道118内的油可用于各种用途，例如用于润滑各种发动机部件，用来致动燃料喷射器，用来润滑和/或致动顶置凸轮结构及其它结构。通常，来自通道118的油可分配到其它通道。
[0017] 曲轴箱100包括各种其它的加工特征件。例如，气缸排102每个顶部的通称为“火焰板”的表面120可以是曲轴箱100与气缸盖108之间的接口。设置在曲轴箱100谷部的谷部表面122可用作与其它发动机部件的接口，后表面124可用作附连在可用来安装传动装置的后罩壳(未示出)上的接口。气缸内孔104具有侧向圆柱形表面126，该表面126被加工和用来容纳活塞(未示出)。形成在曲轴箱100上的所有这些表面和其它表面要求在曲轴箱的各个加工操作过程中实现精确的位置和公差尺寸。
[0018] 曲轴箱100可有利地包括多个形成在其中的参考标记128。参考标记128中的每一个可位于曲轴箱100的不同区域，且用作加工操作的加工基准件，这些加工操作在曲轴箱100铸造之后实施，以形成曲轴箱100中需要的用来对接至各种部件的许多特征件。众所周知，加工基准件是帮助定位参考点以引导用来在铸件上形成各种特征件的加工刀具、钻头等的特征件。
[0019] 加工操作可使用参考标记128来建立曲轴箱100的坐标系，该坐标系接着可被施加刀具、钻头、端铣刀等的计算机控制的机器来使用，以从铸件中去除金属并在其中形成各种特征件。产生的该坐标系有利地是基于曲轴箱100的位置，这些位置对于完成的和已加工的曲轴箱的匹配性、形式和功能来说是非常重要的。
[0020] 图2以剖视图示出了参考标记128的局部放大图。参考标记128可在铸造操作过程中形成，且可包括局部的内腔或凹陷202。凹陷202可被第一侧表面204、第一倾斜表面208、第二倾斜表面210和谷部表面212所包围。第一倾斜表面208可相对于第二倾斜表面
210定向成角度α，以有利于如下所述的多轴定位。参考标记128设置成靠近边缘214，因此没有包围内腔202的第二侧表面(未示出)，但是假如参考标记设置成远离边缘214，则将具有第二侧表面。第二侧表面在第一侧表面204的对面包围内腔202。
[0021] 图3示出了在曲轴箱100定位在机器300中的定位操作过程中的详图。部分示出的机器300可包括多个定位器302(只示出一个)，这些定位器302设置成对应于一个或多个参考标记128。每个定位器302设置成装配在每个参考标记128，如图所示，以帮助将曲轴箱100定位到机器300上。每个定位器302包括柄部304、第一斜切表面306、第二斜切表面308、以及设置在其末端的梢部310。曲轴箱100可在该操作过程中沿方向312移动，直到参考标记128配合定位器302为止。
[0022] 图4示出了定位器302与参考标记128配合的详图。当定位器302与参考标记128配合时，第一斜切表面306平面地对准并接触第一倾斜表面208，第二斜切表面308平面地对准并接触第二倾斜表面210，梢部210可有利地不接触谷部表面211，因此在其间形成间隙402。
[0023] 参考标记128和定位器302之间的每个连接有利地能够在三个自由度上将曲轴箱100定位至机器300。坐标系404可定义成具有轴线X、第二轴线Y和“矩”M(z)，轴线X定义成用来测量曲轴箱100和机器300之间的距离，第二轴线Y定义成用来测量曲轴箱100和机器300之间的相对位置对准，矩M(z)定义成用来测量曲轴箱100与机器300围绕轴线Z(垂直于轴线X和Y中的每一个)的相对转动。定位器302与参考标记128的配合能够相对于沿X和Y的轴向运动和沿M(z)的转动来限制和限定曲轴箱100在机器300上的位置。
[0024] 沿X和Y轴线的运动和绕M(z)的转动的限制有利地通过斜切表面306和310与彼此成角度α的倾斜表面208和210之间的运动和转动阻力以及接触来实现。角度α可选定为任意锐角，且当希望根据一垂直坐标系的约束时，可有利地选定为约90度的夹角。通过使用可定向成彼此成90度的至少三个参考标记，人们可有利地将曲轴箱100完全约束和定位至机器300。
[0025] 图5示出了加工铸造部件的方法的流程图。该部件可在先前的铸造操作中形成为包括形成于其中的参考标记特征件或开口。在步骤502中，可将部件定位在机器或夹具附近。在步骤504中，可将部件上的一些或所有参考标记设置成邻近设在机器上的一些或更多定位器。在步骤506中，可将部件放置到机器上，以使每个参考标记配合每个对应的定位器。在步骤508中，可有利地使每个参考标记在三个自由度上相对于机器约束部件。在步骤510中，机器可在部件上实施各种加工操作，例如刨削、研磨、钻孔、抛光等。在步骤512中，当加工操作完成时，可有选择地使用不同的或相同的参考标记配合不同的或相同的定位器来将部件重新定位到机器上。
[0026] 图6的剖视图示出了用于曲轴箱600的完整基准结构的一实施例，该完整基准结构能够定位曲轴芯件开口602的定向和位置。曲轴箱600在气缸排606的顶部上具有表面604。通常在形成曲轴箱600的铸造操作过程中形成构成气缸排606的多个气缸内孔开口
608。开口或内孔608通常可在金属围绕曲轴芯件(未示出)流动时形成。有利的是，曲轴箱600的结构应确保表面604和每个内孔608之间的适当对准和对中。
[0027] 表面604相对于曲轴箱604的定位可通过使用如上所述的多个参考标记610(只示出了三个中的一个)来建立。更有利的是，可在由表面604限定的平面与曲轴芯件或间接地每个内孔608之间建立一关系，这些内孔608在形成曲轴箱600的铸造操作过程中通过使用第二多个芯件参考标记612来形成在曲轴箱600中。芯件参考标记612中的每一个有利地位于曲轴箱600的谷部部分614中，且可用作两个气缸排(这里只示出了一个气缸排606)的位置参照。
[0028] 芯件参考标记612中的每一个可有利地具有矩形形状，该矩形形状包括底表面616，该底表面616应该平行于曲轴箱600的谷部部分614的谷部表面618，且当内孔608适当对准时相对于表面604有预定距离和角度。通过定位左气缸排606上的表面604、右气缸排(未示出)上的相应表面、以及到由芯件参考标记612连在一起时限定的线或单独考虑时限定的点的距离，可以有利地实现曲轴箱600的所有铸造和加工特征件并在铸造过程中实现芯件定位。
[0029] 图7示出了用于曲轴箱700的尺寸规划的简图。曲轴箱700可具有一组平面或表面A和B，这些平面或表面限定成与每个气缸盖接口表面相重合。表面A和B可用如上所述参考标记来限定。众所周知，表面A和B离开曲轴中心线的距离D以及表面A和B之间的角度θ对于曲轴箱700的匹配性、形式和功能来说是很重要的。为了有利于检查和设置以便加工曲轴箱700，可根据如上所述由两个气缸排之间的芯件参考标记所形成的高度C来确定高度d。因此，形成表面A和B的参考标记以及形成高度C的芯件参考标记可有利地足以限定曲轴箱700的重要尺寸参数。
[0030] 本发明可实施成其它特定形式，而不脱离其精神或实质特征。上述实施例在所有方面都将被理解成仅仅是示例性的和非限制性的。因此，本发明的范围由所附的权利要求书而不是前面的说明书来限定。所有落入权利要求书的等同意义和范围的改变都将包含在其范围内。
