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，已形成獨有的技術(shù)特點。通過對珩磨頭上油石的數(shù)量以及與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的設(shè)置，來提高加工表面精度。有關(guān)珩磨頭的專利的申請量、主要申請國家和公司進(jìn)行了統(tǒng)計分析，并對珩磨頭的發(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)人員對珩磨頭的改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)而申請專利。

關(guān)鍵詞：磨削；珩磨；精加工；專利

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

1 簡介

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，對于某些材料的零件，在磨削時常常出現(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)動機(jī)是汽車的心臟，其缸孔的性能優(yōu)劣和工作狀態(tài)直接影響汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和人類的生存環(huán)境，磨削加工因會產(chǎn)生磨削裂紋而不能滿足要求，所以，自汽車發(fā)明以來，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)運而生[1]。

2 珩磨頭的專利申請現(xiàn)狀

2.1 專利申請量趨勢分析

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

2.2 專利申請產(chǎn)出國和申請人分布

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

進(jìn)一步對申請人數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的申請都來自企業(yè)，來自高校的申請較少，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，這些公司的專利占據(jù)了珩磨頭領(lǐng)域的大部分專利，而且引領(lǐng)珩磨頭技術(shù)進(jìn)步。在中國國內(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，有關(guān)珩磨頭專利技術(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，美國設(shè)計的珩磨頭上油石數(shù)量為4條[5]，在珩磨短孔時，為了提高孔的直線度，在1965年，加拿大設(shè)計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)計了單油石珩磨頭，在此基礎(chǔ)上，為了提供可自動補償油石前后段磨損差值的加工精度高的盲孔珩磨工具，我國航空航天部遠(yuǎn)東機(jī)械制造公司于1990年設(shè)計了一種盲孔珩磨工具。

隨著氣動測量新系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，人們將氣動測量裝置引入珩磨頭內(nèi)，實現(xiàn)了珩磨頭在對工件內(nèi)孔加工的同時，氣動測量系統(tǒng)能通過相關(guān)裝置檢測孔的直徑，進(jìn)而將檢測數(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)首次將氣動測量裝置用于珩磨頭上，設(shè)計了一種具有氣動測量裝置的珩磨頭，其將珩磨頭中設(shè)計了一種液壓缸，液壓缸中兩端分別設(shè)置一能沿珩磨頭徑向移動的活塞桿，氣動測量裝置設(shè)置在活塞桿中，由此氣動測量裝置能隨著活塞桿的徑向移動而移動，進(jìn)而滿足氣動測量裝置要起作用必須在離孔壁在很小距離的條件，同時，在完成孔加工后，可以將氣動測量噴嘴徑向縮回，進(jìn)而避免珩磨頭在退出已加工的孔時，氣動測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)動液壓缸活塞徑向移動，為了節(jié)約成本，于1982年，蘇聯(lián)又對之前珩磨頭裝置進(jìn)行改進(jìn)，將珩磨頭中設(shè)置活塞桿，活塞桿中設(shè)置氣動測量裝置，用彈簧來驅(qū)動活塞桿徑向來回移動進(jìn)而帶動氣動測量裝置來回移動[4]。

彈簧作為驅(qū)動結(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)計了一種珩磨頭結(jié)構(gòu)，將氣動測量噴嘴設(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)動桿外側(cè)相配合的錐形面，進(jìn)而實現(xiàn)桿上下運動過程中，促使外壁做徑向運動，從而實現(xiàn)氣動測量噴嘴的徑向運動[3]。

3 結(jié)論與展望

從各國申請的專利看，隨著新型技術(shù)的誕生，研究者結(jié)合新型技術(shù)通過對珩磨頭不斷改進(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刀具的使用壽命，同時，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)方面的專利申請也將日益增多。

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.測量噴嘴可伸縮式的珩磨頭測量裝置[J].中國專利：CN102729130A2012，10（17）.

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

[5]MCKEEN WILLIAM.D.Honing head.美國專利：US2257474A1941，09（30）.