陳嬋

摘 要：在磨削工具領(lǐng)域，關(guān)于珩磨頭有著大量的研究，已形成獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)珩磨頭上油石的數(shù)量以及與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的設(shè)置，來(lái)提高加工表面精度。有關(guān)珩磨頭的專(zhuān)利的申請(qǐng)量、主要申請(qǐng)國(guó)家和公司進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)珩磨頭的發(fā)展做了介紹，便于珩磨頭領(lǐng)域的技術(shù)人員從專(zhuān)利技術(shù)角度把握珩磨頭的現(xiàn)狀和發(fā)展，從而有利于技術(shù)人員對(duì)珩磨頭的改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)而申請(qǐng)專(zhuān)利。

關(guān)鍵詞：磨削；珩磨；精加工；專(zhuān)利

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.244

1 簡(jiǎn)介

磨削加工，是指用磨料、磨具切除工件上多余材料的加工方法。但是，對(duì)于某些材料的零件，在磨削時(shí)常常出現(xiàn)大量的較規(guī)則排列的裂紋，即磨削裂紋，不但影響了零件的外觀，更重要的是影響了零件質(zhì)量。

珩磨技術(shù)產(chǎn)生背景。眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的心臟，其缸孔的性能優(yōu)劣和工作狀態(tài)直接影響汽車(chē)產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和人類(lèi)的生存環(huán)境，磨削加工因會(huì)產(chǎn)生磨削裂紋而不能滿(mǎn)足要求，所以，自汽車(chē)發(fā)明以來(lái)，人們一直在探討一種關(guān)于孔工作表面的精密加工技術(shù)，由此，珩磨技術(shù)也隨之應(yīng)運(yùn)而生[1]。

2 珩磨頭的專(zhuān)利申請(qǐng)現(xiàn)狀

2.1 專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

有關(guān)珩磨頭的專(zhuān)利最早出現(xiàn)在1923年，從檢索結(jié)果可看出，自1973年開(kāi)始，有關(guān)珩磨頭的專(zhuān)利申請(qǐng)量出現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)，雖然增長(zhǎng)比較緩慢，但是從2011年開(kāi)始，專(zhuān)利申請(qǐng)出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，在2015年達(dá)到高峰，這足以說(shuō)明：珩磨技術(shù)的發(fā)展在磨削領(lǐng)域也日益重要。

2.2 專(zhuān)利申請(qǐng)產(chǎn)出國(guó)和申請(qǐng)人分布

通過(guò)對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)產(chǎn)出國(guó)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)排名在前的是蘇聯(lián)、中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)和日本，其中，尤其是蘇聯(lián)、中國(guó)、德國(guó)和美國(guó)，申請(qǐng)量將占全部申請(qǐng)的80%左右，這與該四國(guó)在珩磨技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展較為迅速有關(guān)。所以技術(shù)人員在對(duì)珩磨頭技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，需特別注意以上四國(guó)，這有助于技術(shù)人員了解現(xiàn)有技術(shù)。

進(jìn)一步對(duì)申請(qǐng)人數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的申請(qǐng)都來(lái)自企業(yè)，來(lái)自高校的申請(qǐng)較少，這同珩磨技術(shù)與工業(yè)的發(fā)展密不可分有關(guān)。并且，排名靠前的主要是一些大公司，這些公司的專(zhuān)利占據(jù)了珩磨頭領(lǐng)域的大部分專(zhuān)利，而且引領(lǐng)珩磨頭技術(shù)進(jìn)步。在中國(guó)國(guó)內(nèi)，排名在前的企業(yè)是：蘇州信能精密機(jī)械、寧夏中衛(wèi)大河機(jī)床、寧夏銀川大河數(shù)控機(jī)床、上海鴻擰精密機(jī)械，可見(jiàn)，有關(guān)珩磨頭專(zhuān)利技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用的發(fā)展十分迅速。

2.3 珩磨頭技術(shù)發(fā)展歷程

根據(jù)珩磨頭上油石數(shù)量的多少，可分為單條油石珩磨頭、雙條油石珩磨頭和多條油石珩磨頭[2]。在珩磨頭發(fā)展初期，美國(guó)設(shè)計(jì)的珩磨頭上油石數(shù)量為4條[5]，在珩磨短孔時(shí)，為了提高孔的直線(xiàn)度，在1965年，加拿大設(shè)計(jì)了具有雙油石條的珩磨頭，為了得到較高幾何形狀精度的孔，1987年蘇聯(lián)設(shè)計(jì)了單油石珩磨頭，在此基礎(chǔ)上，為了提供可自動(dòng)補(bǔ)償油石前后段磨損差值的加工精度高的盲孔珩磨工具，我國(guó)航空航天部遠(yuǎn)東機(jī)械制造公司于1990年設(shè)計(jì)了一種盲孔珩磨工具。

隨著氣動(dòng)測(cè)量新系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，人們將氣動(dòng)測(cè)量裝置引入珩磨頭內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了珩磨頭在對(duì)工件內(nèi)孔加工的同時(shí)，氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)能通過(guò)相關(guān)裝置檢測(cè)孔的直徑，進(jìn)而將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，從而控制相應(yīng)部件發(fā)出相應(yīng)指令，不僅提高了孔的加工效率，也提高了孔的加工精度，譬如：1977年，蘇聯(lián)首次將氣動(dòng)測(cè)量裝置用于珩磨頭上，設(shè)計(jì)了一種具有氣動(dòng)測(cè)量裝置的珩磨頭，其將珩磨頭中設(shè)計(jì)了一種液壓缸，液壓缸中兩端分別設(shè)置一能沿珩磨頭徑向移動(dòng)的活塞桿，氣動(dòng)測(cè)量裝置設(shè)置在活塞桿中，由此氣動(dòng)測(cè)量裝置能隨著活塞桿的徑向移動(dòng)而移動(dòng)，進(jìn)而滿(mǎn)足氣動(dòng)測(cè)量裝置要起作用必須在離孔壁在很小距離的條件，同時(shí)，在完成孔加工后，可以將氣動(dòng)測(cè)量噴嘴徑向縮回，進(jìn)而避免珩磨頭在退出已加工的孔時(shí)，氣動(dòng)測(cè)量噴嘴將已加工好的孔壁刮花，從而影響孔的加工質(zhì)量。

液壓缸的引入導(dǎo)致裝置中需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)液壓缸活塞徑向移動(dòng)，為了節(jié)約成本，于1982年，蘇聯(lián)又對(duì)之前珩磨頭裝置進(jìn)行改進(jìn)，將珩磨頭中設(shè)置活塞桿，活塞桿中設(shè)置氣動(dòng)測(cè)量裝置，用彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞桿徑向來(lái)回移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)氣動(dòng)測(cè)量裝置來(lái)回移動(dòng)[4]。

彈簧作為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，存在一定的不穩(wěn)定性，為了更完善珩磨頭的結(jié)構(gòu)1998年，日本設(shè)計(jì)了一種珩磨頭結(jié)構(gòu)，將氣動(dòng)測(cè)量噴嘴設(shè)置在珩磨頭上可伸縮的外壁上，外壁內(nèi)側(cè)設(shè)置為與驅(qū)動(dòng)桿外側(cè)相配合的錐形面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)桿上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，促使外壁做徑向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)測(cè)量噴嘴的徑向運(yùn)動(dòng)[3]。

3 結(jié)論與展望

從各國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利看，隨著新型技術(shù)的誕生，研究者結(jié)合新型技術(shù)通過(guò)對(duì)珩磨頭不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，以研制出多種珩磨頭工具，并取得了顯著地研究成果。隨著許多高科技產(chǎn)品的日益發(fā)展，在精加工系統(tǒng)領(lǐng)域的珩磨加工，不僅要求在大批量生產(chǎn)中能夠盡可能地延長(zhǎng)刀具的使用壽命，同時(shí)，除了幾何精度的要求外，還要求工件的加工表面的邊緣具有較高的耐用度，這促使研究者繼續(xù)對(duì)珩磨頭結(jié)構(gòu)研究，進(jìn)而促使有關(guān)珩磨技術(shù)方面的專(zhuān)利申請(qǐng)也將日益增多。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉偉昌.改進(jìn)珩磨頭結(jié)構(gòu)提高珩孔質(zhì)量[J].現(xiàn)代制造工程，1997（06）：12-13.

[2]李良福.幾種新型珩磨頭[J].機(jī)械工人：冷加工，2000（11）：11-12.

[3]張宏軍，徐建華.測(cè)量噴嘴可伸縮式的珩磨頭測(cè)量裝置[J].中國(guó)專(zhuān)利：CN102729130A2012，10（17）.

[4]FRAGIN.I.E.， KISLOV.V.G， PINI.B.E. Honing active dimension checking mechanism.蘇聯(lián)專(zhuān)利：SU971636A1982，11（09）.

[5]MCKEEN WILLIAM.D.Honing head.美國(guó)專(zhuān)利：US2257474A1941，09（30）.