珩磨工具專利技術(shù)分析

王崢+孫巍+田家艷

摘 要： 本專利技術(shù)分析在專利檢索、數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對珩磨工具在國內(nèi)外專利申請量進(jìn)行分析，并針對主要申請人及重點(diǎn)專利進(jìn)行了重點(diǎn)技術(shù)分析，梳理了珩磨工具技術(shù)的發(fā)展歷程。

關(guān)鍵詞： 珩磨；平頂；電解；超聲；激光

1、引言

珩磨技術(shù)是隨著汽車的誕生和發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，氣缸-活塞環(huán)是汽車中最重要的摩擦副，其性能的優(yōu)劣和工作的狀態(tài)直接影響到汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、品位、使用壽命和人類的生存環(huán)境。汽車發(fā)明以來，人們一直在探索氣缸工作表面精密制造技術(shù)，其中，珩磨是氣缸工作表面最重要的精密制造技術(shù)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，光、機(jī)、電、聲技術(shù)的相互融合，珩磨技術(shù)也不斷地發(fā)展，從最初的單進(jìn)給珩磨開始，相繼出現(xiàn)了平頂珩磨、擠壓珩磨、電解珩磨、超聲珩磨和激光珩磨等現(xiàn)代珩磨技術(shù)[2]。

2、國內(nèi)外申請量分析

為了對珩磨工具專利申請趨勢進(jìn)行分析，通過在專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)中主要使用IPC分類號B24B33/08進(jìn)行檢索，并結(jié)合相關(guān)分類號B24B33/02、B24B33/10，以及honing，bore，hole等關(guān)鍵詞，并通過篩選和去噪處理獲得有效的文獻(xiàn)樣本，以此為基礎(chǔ)對珩磨工具領(lǐng)域中國專利申請數(shù)據(jù)和全球?qū)＠暾垟?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

從圖中可以看出，國外關(guān)于珩磨工具的申請從1927年就開始，在20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初展現(xiàn)了突出的發(fā)展，這也與國外在此時期汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展有很大的關(guān)系，而在這之后，由于行業(yè)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，專利申請量也有所下降。

相比而言，國內(nèi)從20世紀(jì)80年代開始就有關(guān)于珩磨工具的專利申請，然而在將近20年的時間，申請量基本穩(wěn)定在較少的水平，而在2005年到2015年的十年間，珩磨工具的申請量劇增，究其原因，與我國在這個時間階段汽車行業(yè)的迅速發(fā)展有較大的關(guān)系，隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，珩磨作為主要運(yùn)用于發(fā)動機(jī)加工的工藝也取得了快速的發(fā)展。

3、主要申請人及重點(diǎn)專利分析

1986年6月24日美國森南產(chǎn)品公司（sunnen）在中國申請了發(fā)明名稱為臥式和立式兩用珩磨機(jī)（CN86104280A），這也是國內(nèi)申請中涉及珩磨工具的第一篇專利文獻(xiàn)，該珩磨機(jī)能旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動不同型式的珩磨頭部件，從工件上某一平面上珩磨轉(zhuǎn)換到同一工件的不同方位或不同工件的不同方位上去珩磨，進(jìn)而完成在工件上珩磨成角度的表面，并且這種轉(zhuǎn)換過程是操作者只需短時間和較小的勞動就能夠完成，從而達(dá)到一機(jī)多能、節(jié)省投資的效果。

河南省中原內(nèi)配股份有限公司于2005年12月28日申請了發(fā)明名稱為推拉式雙進(jìn)給珩磨機(jī)構(gòu)的實(shí)用新型專利（CN2858185Y），該珩磨機(jī)構(gòu)包括油缸、與油缸連接的連接組件、連接組件的下端連接有縮錐體、珩磨頭本體、砂條座及彈簧，油缸由上、下兩個油缸組成，兩油缸之間設(shè)有隔板，上油缸內(nèi)設(shè)有上活塞，下油缸內(nèi)設(shè)置有下活塞，下活塞內(nèi)裝有可以轉(zhuǎn)動的下活塞桿，下活塞桿與下活塞之間設(shè)有雙向球推力軸承，在下活塞的上端設(shè)置有與下活塞螺紋連接的螺母蓋，位于下油缸的下方設(shè)有與其固連的往復(fù)運(yùn)動支架，支架內(nèi)置有可以往復(fù)旋轉(zhuǎn)的珩磨機(jī)主軸，珩磨機(jī)主軸與支架之間設(shè)有雙向推力球軸承，珩磨機(jī)主軸的外部設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸外裝有鏈輪和向心球軸承，珩磨機(jī)主軸的下端接有聯(lián)接桿，聯(lián)接桿的下端接有珩磨頭本體，珩磨機(jī)主軸內(nèi)設(shè)有與下活塞桿下端連接的上推桿，上推桿的下端通過上內(nèi)球鉸體、上內(nèi)球桿與置于聯(lián)接桿內(nèi)的下推拉桿連接，下推拉桿的下端通過下內(nèi)球鉸體、下內(nèi)球桿與置于珩磨頭本體內(nèi)的漲縮錐體連接，珩磨頭本體內(nèi)裝有與漲縮錐體相配合的粗珩砂條座、精珩砂條座和使砂條座收縮的彈簧。該珩磨機(jī)構(gòu)可把單進(jìn)給珩磨機(jī)改造為具有雙進(jìn)給功能，使一臺頂兩臺單進(jìn)給珩磨機(jī)使用，使每一條氣缸套生產(chǎn)線節(jié)省一臺珩磨機(jī)，一道工序，一個操作工；不但平臺珩磨網(wǎng)紋氣缸套的技術(shù)參數(shù)更加穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，而且給發(fā)動機(jī)廠提供了更加優(yōu)良的氣缸套配件。

日產(chǎn)自動車株式會社于1989年2月10日申請了發(fā)明名稱為珩磨方法的發(fā)明專利（JPH02212069A），其中涉及了一種超聲珩磨工具，該珩磨工具在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和軸向往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動的同時，油石還在軸向上產(chǎn)生超聲振動，該珩磨方法珩磨力小、珩磨溫度低，在高效加工的同時還能夠避免劃傷工件表面的硅顆粒，有效提高了加工表面質(zhì)量。

富士重工業(yè)株式會社于2007年3月27日提交了發(fā)明名稱為通過電解加工圓柱內(nèi)表面的珩磨工具，該珩磨工具具有布置在工件外部的螺線電極以及珩磨工具上設(shè)置的珩磨頭，電解液分布在螺線電極和珩磨油石之間，通過對珩磨油石以及螺線電極施加電壓來實(shí)施電解珩磨加工。該珩磨工具能夠減少加工成本，提高加工質(zhì)量并且能夠獲得高質(zhì)量的加工表面。

格林兩合公司（GEHRING）于2005年11月7日提交了發(fā)明名稱為在工件承受摩擦負(fù)載的面上產(chǎn)生微槽結(jié)構(gòu)的激光珩磨工具（DE202005005905U），該激光珩磨工具用于在工件的承受摩擦負(fù)載的內(nèi)表面上產(chǎn)生有一些微槽結(jié)構(gòu)，其包括：用于將一個主軸的下方敞開的空心端部連接在激光珩磨工具的工具體上及用于將激光束引入到工具體內(nèi)室中的螺釘和法蘭；用于使激光束聚焦的聚焦裝置；用于使激光束偏轉(zhuǎn)大約90°的偏轉(zhuǎn)裝置，具有偏轉(zhuǎn)鏡；一個可更換的激光束出射組件，激光束穿過一個保護(hù)玻璃被導(dǎo)入到激光束出射組件中，并且激光束又從激光束出射組件通過一個開口出射，其中在保護(hù)玻璃與開口之間構(gòu)造有一個腔室，一種氣體通過管路輸送給腔室，氣體通過開口再從腔室排出。該激光珩磨裝置能夠?qū)⑽⒉奂庸さ焦ぜ械某惺苣Σ霖?fù)載的圓柱形內(nèi)表面上，尤其是加工到內(nèi)燃機(jī)缸孔的工作面上，使工件表面形成與性能相匹配的表面形貌。

4、結(jié)束語

珩磨行業(yè)本身的應(yīng)用領(lǐng)域限制了其行業(yè)規(guī)模，然而，由于其與目前蓬勃發(fā)展的汽車行業(yè)密切相關(guān)，又決定了珩磨行業(yè)十分必要的地位，我國作為目前世界上汽車產(chǎn)量和保有量大國，對汽車零部件質(zhì)量要求不斷提升，隨著工業(yè)水平的發(fā)展，如何提升珩磨工具的加工精度和加工效率仍將作為國內(nèi)行業(yè)研究的重點(diǎn)?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]徐華鳴，張鳳鳴，張靜. 珩磨技術(shù)在高精度孔系加工中的應(yīng)用[J]. 超硬材料工程，2011，05：35-36.

[2]張?jiān)齐娭?現(xiàn)代珩磨技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.2007.