一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置及清除方法

摘要

本发明公开了一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置及清除方法，包括刮板，所述刮板沿第一方向从其中间位置向两侧延伸形成曲面刮板，包括内弧面、外弧面；在所述刮板的内弧面和外弧面的面内与所述第一方向垂直的第二方向为直线方向，所述第二方向与外弧面一侧地面的夹角为锐角；所述刮板具有用于刮液的第一弧边，所述第一弧边上的所有点均在同一水平面上；还包括底座，所述底座上端与所述外弧面连接。在不增加机械臂的多余动作的情况下，实现了经过铝浴的镶圈上残留铝液的快速清除，使得渗铝的后的镶圈可被直接送去合模工序，且对残留铝液实现了回收利用，避免了浪费和污染工作环境；具有自定位功能，在不同工作环境下可快速布置。

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，具体是一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置及清除方法。

背景技术

为提高内燃机铝活塞的耐磨性，目前普遍采用的是在活塞环槽内镶耐磨圈的工艺。镶圈一般都是镶在活塞的头部环槽内。活塞镶圈可以使得内燃机功率急剧增大，活塞工况条件严酷恶劣时，燃烧室能保持可靠的密封，避免窜气、窜油，以及防止拉缸、咬缸，减少内燃机的润滑油及燃油消耗以及废气的排放。

为了增强镶圈的耐磨能力，镶圈一般采用铸铁材料，而为使铸铁镶圈与铝活塞牢固的结合为一体，需要在镶圈铸入铝活塞之前对镶圈进行渗铝处理，以保证镶圈表面得到一层均匀的渗铝层。目前一般都是采用铝浴法渗铝，即将镶圈表面清洁后，将其挂在钼丝挂钩上，浸入已加热到一定温度的铝合金液中进行渗铝操作，然后起吊出炉，由机械臂夹持镶圈至下一工序处进行合模。

渗铝层的均匀与否，将直接影响镶圈与活塞的连接强度，也因此直接影响发动机的寿命，然而从镶圈出铝浴时会携带残留铝液，造成堆铝，且镶圈从渗铝炉中取出到被铝液覆盖，时间需控制得越短越好。因此，开发一种能快速清除渗铝后镶圈上残余铝液的装置和方法十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置及清除方法，以解决上述背景技术中提出的镶圈出铝浴时会携带残留铝液、造成堆铝的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一方面公开了一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置，包括：

刮板，所述刮板沿第一方向从其中间位置向两侧延伸形成曲面刮板，包括内弧面、外弧面；在所述刮板的内弧面和外弧面的面内与所述第一方向垂直的第二方向为直线方向，所述第二方向与外弧面一侧地面的夹角为锐角；所述刮板具有用于刮液的第一弧边，所述第一弧边上的所有点均在同一水平面上；

底座，所述底座上端与所述外弧面连接。

作为本发明进一步的方案：所述底座包括底板和支撑杆，所述支撑杆一端与所述外弧面连接、另一端与底板连接。

作为本发明进一步的方案：所述刮板具有扇形板结构，所述曲面刮板还具有与第一弧边位置相对的第二弧边，所述第一弧边所在平面与第二弧边所在平面相平行，且第一弧边位于第二弧边上方。

作为本发明进一步的方案：所述曲面刮板由多个板条平行拼接而成，并由弹性抱箍固定，所述板条的长度方向与第二方向一致，所述板条的宽度方向与第一方向相切，所述弹性抱箍的方向与第一方向一致。

作为本发明进一步的方案：所述支撑杆的材质为塑性材料。

作为本发明进一步的方案：所述支撑杆的材质为刚性材料。

作为本发明进一步的方案：所述第一弧边两个端点的距离比镶圈的外径大。

作为本发明进一步的方案：所述曲面刮板下方放置有用于收集铝液的回收桶。

作为本发明进一步的方案：所述内弧面具有耐腐蚀、耐高温材料的内表面层。

本发明另一个方面公开了如上述所述的一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置的清除方法，包括以下步骤：

S1:机械臂抓取未经铝浴的镶圈，调整底座的高度，使刮板的第一弧边高度比镶圈底端面高5-10mm；

S2：驱动机械臂带动镶圈沿着由内弧面指向外弧面方向水平运动，使镶圈与第一弧边发生轻微碰撞，完成刮板的自定位；

S3：机械臂回归原位，抓取经过铝浴的镶圈，使其沿着内弧面指向外弧面方向水平运动，镶圈上的残余铝液顺着内弧面向下流淌，并流入回收桶中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在不增加机械臂的多余动作的情况下，实现了经过铝浴的镶圈上残留铝液的快速清除，使得渗铝的后的镶圈可被直接送去合模工序，且对残留铝液实现了回收利用，避免了浪费和污染工作环境；塑性材料的支撑杆、弹性抱箍实现了刮板在高度方向上的自定位，在不同工作环境下可快速布置；并且可防止镶圈和刮板发生意外碰撞时损坏。

附图说明

图1为本发明在实施例1中的工作状态示意图；

图2为本发明在实施例2中的工作状态示意图；

图3为本发明在实施例2中刮板的结构示意图；

图4为本发明在实施例2中的俯视图；

图中：1-刮板、11-内弧面、12-外弧面、13-第一弧边、14-第二弧边、15-板条、2-底座、21-底板、22-支撑杆、3-弹性抱箍、4-回收桶、5-镶圈、6-机械臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图3，实施例1中，一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置，包括刮板1和底座2，所述刮板1沿第一方向从其中间位置向两侧延伸形成曲面刮板，包括内弧面11、外弧面12；在所述刮板1的内弧面11和外弧面12的面内与所述第一方向垂直的第二方向为直线方向；沿内外弧面的第一方向为曲线；本领域技术人员可知，在内外弧面的面内，满足第一方向与第二方向垂直且第二方向为直线、第一方向为曲线时，第一方向与第二方向为唯一确定的方向。所述第二方向与外弧面12一侧地面的夹角为60-80°的锐角；所述刮板1具有用于刮液的第一弧边13，所述第一弧边13上的所有点均在同一水平面上；所述底座2包括底板21和支撑杆22，所述支撑杆22一端与所述外弧面12连接、另一端与底板21连接。

请继续参阅图3，所述刮板1具有扇形板结构，所述曲面刮板还具有与第一弧边13位置相对的第二弧边14，所述第一弧边13所在平面与第二弧边14所在平面相平行，且第一弧边13位于第二弧边14上方。

进一步的，所述支撑杆22为塑性材料，在常温下经外力碰撞后可发生较大的塑性形变且不发生回弹、不发生结构破坏，此为现有技术，公开号CN102382476B、CN109206703A的专利文件中有详细记载；作为替代方案，所述支撑杆22也可以采用万向管，万向管经常用于台灯支座上，此为现有技术，在此不做赘述。

进一步的，所述第一弧边13两个端点的距离比镶圈5的外径大，且第一弧边13所在平面与镶圈5平行，以便于刮板1可一次性刮除镶圈5底端面的残留铝液。此外，所述内弧面11表面为耐腐蚀、耐高温材料，如搪瓷或陶瓷材质。所述曲面刮板下方放置有用于收集铝液的回收桶4。

本实施例1中，一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置的清除方法，包括以下步骤：

S1：机械臂6的内卡爪抓取未经铝浴的镶圈5，调整底座2的高度，使刮板1的第一弧边13高度比镶圈5底端面高5-10mm；

S2：驱动机械臂6带动镶圈5沿着由内弧面11指向外弧面12方向水平运动，速度为0.5-1cm/s；使镶圈5与第一弧边13发生轻微碰撞，完成刮板1的自定位；

S3：机械臂6回归原位，其内卡爪抓取经过铝浴的镶圈5，使其沿着内弧面11指向外弧面12方向水平运动，镶圈5上的残余铝液顺着内弧面11向下流淌，并流入回收桶4中。

需要特别说明的是，在步骤S2中，塑性材料的支撑杆22在镶圈5的缓慢碰撞下发生塑性形变，从而使刮板1的位置发生向下、向后位移，在镶圈5与第一弧边13缓慢接触过程中，第一弧边13的高度变为与镶圈5底端面高度近似相同，二者相抵接，间距为0-2mm，并且第一弧边13所在平面与镶圈5底端面保持平行，完成刮板1的自定位。在步骤S1中，调整底座2高度的方法并无特别限制，可通过在其底部垫上垫板来实现。

请参阅图2、图4，本发明实施例2中，一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置，包括刮板1和底座2，所述刮板1沿第一方向从其中间位置向两侧延伸形成曲面刮板，包括内弧面11、外弧面12；在所述刮板1的内弧面11和外弧面12的面内与所述第一方向垂直的第二方向为直线方向；沿内外弧面的第一方向为曲线；本领域技术人员可知，在内外弧面的面内，满足第一方向与第二方向垂直且第二方向为直线、第一方向为曲线时，第一方向与第二方向为唯一确定的方向。所述第二方向与外弧面12一侧地面的夹角为60-80°的锐角；所述刮板1具有用于刮液的第一弧边13，所述第一弧边13上的所有点均在同一水平面上；所述底座2包括底板21和支撑杆22，所述支撑杆22一端与所述外弧面12连接、另一端与底板21连接。

请继续参阅图4，所述曲面刮板由多个板条15平行拼接而成，并由两个上、下平行的弹性抱箍3横向固定，所述板条15的长度方向与第二方向一致，所述板条15的宽度方向与第一方向相切，所述弹性抱箍3的长度方向与第一方向一致；所述支撑杆22为刚性材料，如铁、钢等。当刮板1受到低速碰撞时，上、下两个弹性抱箍3对刮板1弹性抱紧力是在水平方向上，板条15的横向位移已被限制，且支撑杆22是刚性的，板条15被迫沿第二方向向下缩动，使得刮板1与镶圈5相抵接，二者间距为0-2mm，完成刮板1的自定位。

本实施例2中，一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置的清除方法，包括以下步骤：

S1:机械臂6的内卡爪抓取未经铝浴的镶圈5，调整底座2的高度，使刮板1的第一弧边13高度比镶圈5底端面高5-10mm；

S2：驱动机械臂6带动镶圈5沿着由内弧面11指向外弧面12方向水平运动，速度为0.5-1cm/s，使镶圈5与第一弧边13发生轻微碰撞，完成刮板1的自定位；

S3：机械臂6回归原位，其内卡爪抓取经过铝浴的镶圈5，使其沿着内弧面11指向外弧面12方向水平运动，镶圈5上的残余铝液顺着内弧面11向下流淌，并流入回收桶4中。

在另一些实施例中，如图1所示，经过铝浴后的镶圈5上残留有铝液，机械臂6通过内卡爪夹持镶圈5并将其送至下一合模工序。在机械臂6通过内卡爪夹持住镶圈5并将其送至下一工序的路径上，设置有一用于清除残留铝液的清除装置。该清除装置包括设置在塑性材质的支撑杆22上的刮板1，以及设置在刮板1下方的回收桶4。如图3所示，该刮板1具有第一弧边13和漏斗状的内弧面11，第一弧边13的弧长大于镶圈5的直径，第一弧边13和漏斗状的内弧面11表面均为耐铝液的高温和腐蚀的陶瓷层，如搪瓷。第一弧边13被设置在距离经过的镶圈5的下表面0-2mm处。这样，当镶圈5经过刮板1时，残留在镶圈5的下表面上的铝液会被第一弧边13刮除。被刮除的铝液经刮板1的漏斗状内弧面1110流入设置在刮板1下方的回收桶4内而被回收。

在此实施例中，如发生意外情况，例如参数设置错误，导致机械臂6的运动轨迹偏离，造成镶圈5的高度低于第一弧边13，使得镶圈5和刮板1发生碰撞时，由于刮板1设置在塑性材质的支撑杆22上，刮板1会在受力后偏转，从而避免损害镶圈5和刮板1。

在另一实施例中，如图4所示，刮板1设置在刚性材质的支撑杆22上，通过上下平行的弹性抱箍3固定。此时，当镶圈5和刮板1发生碰撞时，由于刮板1的内弧面11是倾斜的，且由于支撑杆22是刚性的，弹性抱箍3对刮板1弹性抱紧力是在水平方向上的，则刮板1会在镶圈5的水平作用力下沿着弹性抱箍3向下缩动，从避免发生损害。

进一步地，刮板1相对于镶圈5的下表面的高度差需要被精确地设置：刮板1设置的过低，则可能刮除不到在镶圈5的下表面上的残余铝液，或者不能将之完全清除；如刮板1设置的过高，则可能和运动中的镶圈5发生碰撞。然后受到生产现场各种工位、工况的限制，要达到这样的精确设置并不是方便和容易的，且一旦机械臂6的设定运行路线发生改变，则必须重新进行设置。在此实施方式下，可以采用以下的方式来对刮板1进行设置：先将刮板1设置得稍高于镶圈5的运动轨迹，例如5-10mm，让机械臂6携带还未进行铝浴的或者已经无用了的镶圈5以较慢的速度经过刮板1，通过轻微的碰撞将使得刮板1在向下运动到位，此时刮板1在弹性抱箍3上的位置恰好可以将镶圈5上的铝液清除掉而不会发生碰撞，然后就可进行正常的操作了。也就是说，通过一次受控的碰撞，就可以简单快捷的实现刮板1的“自定位”。

在进一步的实施例中，还可在刮板1的漏斗状内弧面11表面设置多道平行的凹槽型流道或者波纹型流道，可以使刮除的铝液汇集，通过流道流入回收桶4，以免其冷却固结在刮板1表面。

在另一实施例中，还提供了一种渗铝后镶圈上残余铝液清除装置，包括刮板1，刮板1具有第一弧边13和漏斗状的内弧面11；第一弧边13和漏斗状的内弧面11的表面为陶瓷层；第一弧边13的弧长大于镶圈的直径；还包括位于刮板1下方的铝液回收桶4。

进一步地，刮板1由搪瓷材料制成。

进一步地，刮板1被设置在塑性材质的支撑杆22上。

进一步地，刮板1通过弹性抱箍3设置在刚性材质的支撑杆22上。

在另一些实施例中，还提供了一种渗铝后镶圈上残余铝液清除方法，包括如下步骤：

通过机械臂6的内卡爪夹持经过铝浴后的镶圈5，并将镶圈5水平地送至下一工序；

在镶圈5的运动路径上，设置残余铝液清除装置，残余铝液清除装置包括刮板1，刮板1具有第一弧边13和漏斗状的内弧面11；第一弧边13和漏斗状的内弧面11的表面为陶瓷层；第一弧边13的弧长大于镶圈的直径；还包括位于刮板1下方的铝液回收桶4；第一弧边13被设置在距离经过的镶圈5的下表面0-2mm处；

当镶圈5经过刮板1时，残留在镶圈5的下表面上的铝液被第一弧边13刮除；

被刮除的铝液经刮板1的漏斗状内弧面11流入设置在刮板1下方的铝液回收桶4内而被回收。

进一步地，刮板1由搪瓷材料制成。

进一步地，刮板1被设置在刚性材质的支撑杆22上。

进一步地，刮板1通过弹性抱箍3设置在刚性材质的支撑杆22上。

进一步地，还包括步骤：首先将刮板1设置得稍高于镶圈5的运动轨迹，使机械臂6携带镶圈5按设定路径经过刮板1，使得刮板1在镶圈5的水平作用力及其漏斗状内弧面11的共同作用下，沿着弹性抱箍3向下缩动，从而完成刮板1在高度设置上的自定位。

进一步地，首先将刮板1设置得高于镶圈5的运动轨迹5-10mm。

特别地，在一些实施例中，通过特殊设置的刮板1，在不增加机械臂6的多余动作的情况下，实现了铝浴后镶圈5上残留铝液的清除，使得渗铝的后的镶圈5可被尽快的送去合模工序，且对残留铝液实现了回收利用，避免了浪费和污染工作环境。进一步地，刮板1的陶瓷层可以防止铝液的高温和腐蚀，增加了刮板1的寿命，另外塑性支撑杆22或者弹性抱箍3的设置可以防止镶圈5和刮板发生意外碰撞时损坏，同时利用弹性抱箍3和刚性支撑杆22的设置，还可以实现刮板1在高度方向上的自定位，使得刮板1可在不同工作环境下进行快速布置。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。