珩磨工具專利技術分析

王崢+孫巍+田家艷

摘 要： 本專利技術分析在專利檢索、數據分析的基礎上，對珩磨工具在國內外專利申請量進行分析，并針對主要申請人及重點專利進行了重點技術分析，梳理了珩磨工具技術的發展歷程。

關鍵詞： 珩磨；平頂；電解；超聲；激光

1、引言

珩磨技術是隨著汽車的誕生和發展應運而生的，氣缸-活塞環是汽車中最重要的摩擦副，其性能的優劣和工作的狀態直接影響到汽車產品的質量、品位、使用壽命和人類的生存環境。汽車發明以來，人們一直在探索氣缸工作表面精密制造技術，其中，珩磨是氣缸工作表面最重要的精密制造技術[1]。隨著科學技術的發展和工業生產的進步，光、機、電、聲技術的相互融合，珩磨技術也不斷地發展，從最初的單進給珩磨開始，相繼出現了平頂珩磨、擠壓珩磨、電解珩磨、超聲珩磨和激光珩磨等現代珩磨技術[2]。

2、國內外申請量分析

為了對珩磨工具專利申請趨勢進行分析，通過在專利檢索與服務系統中主要使用IPC分類號B24B33/08進行檢索，并結合相關分類號B24B33/02、B24B33/10，以及honing，bore，hole等關鍵詞，并通過篩選和去噪處理獲得有效的文獻樣本，以此為基礎對珩磨工具領域中國專利申請數據和全球專利申請數據進行統計分析。

從圖中可以看出，國外關于珩磨工具的申請從1927年就開始，在20世紀80年代至21世紀初展現了突出的發展，這也與國外在此時期汽車行業蓬勃發展有很大的關系，而在這之后，由于行業技術已經趨于成熟，專利申請量也有所下降。

相比而言，國內從20世紀80年代開始就有關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的迅速發展有較大的關系，隨著國內汽車行業的迅猛發展，珩磨作為主要運用于發動機加工的工藝也取得了快速的發展。

3、主要申請人及重點專利分析

1986年6月24日美國森南產品公司（sunnen）在中國申請了發明名稱為臥式和立式兩用珩磨機（CN86104280A），這也是國內申請中涉及珩磨工具的第一篇專利文獻，該珩磨機能旋轉地驅動不同型式的珩磨頭部件，從工件上某一平面上珩磨轉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，進而完成在工件上珩磨成角度的表面，并且這種轉換過程是操作者只需短時間和較小的勞動就能夠完成，從而達到一機多能、節省投資的效果。

河南省中原內配股份有限公司于2005年12月28日申請了發明名稱為推拉式雙進給珩磨機構的實用新型專利（CN2858185Y），該珩磨機構包括油缸、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，兩油缸之間設有隔板，上油缸內設有上活塞，下油缸內設置有下活塞，下活塞內裝有可以轉動的下活塞桿，下活塞桿與下活塞之間設有雙向球推力軸承，在下活塞的上端設置有與下活塞螺紋連接的螺母蓋，位于下油缸的下方設有與其固連的往復運動支架，支架內置有可以往復旋轉的珩磨機主軸，珩磨機主軸與支架之間設有雙向推力球軸承，珩磨機主軸的外部設有旋轉軸，旋轉軸外裝有鏈輪和向心球軸承，珩磨機主軸的下端接有聯接桿，聯接桿的下端接有珩磨頭本體，珩磨機主軸內設有與下活塞桿下端連接的上推桿，上推桿的下端通過上內球鉸體、上內球桿與置于聯接桿內的下推拉桿連接，下推拉桿的下端通過下內球鉸體、下內球桿與置于珩磨頭本體內的漲縮錐體連接，珩磨頭本體內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。該珩磨機構可把單進給珩磨機改造為具有雙進給功能，使一臺頂兩臺單進給珩磨機使用，使每一條氣缸套生產線節省一臺珩磨機，一道工序，一個操作工；不但平臺珩磨網紋氣缸套的技術參數更加穩定，產品質量大幅度提高，而且給發動機廠提供了更加優良的氣缸套配件。

日產自動車株式會社于1989年2月10日申請了發明名稱為珩磨方法的發明專利（JPH02212069A），其中涉及了一種超聲珩磨工具，該珩磨工具在進行旋轉和軸向往復進給運動的同時，油石還在軸向上產生超聲振動，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量。

富士重工業株式會社于2007年3月27日提交了發明名稱為通過電解加工圓柱內表面的珩磨工具，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，提高加工質量并且能夠獲得高質量的加工表面。

格林兩合公司（GEHRING）于2005年11月7日提交了發明名稱為在工件承受摩擦負載的面上產生微槽結構的激光珩磨工具（DE202005005905U），該激光珩磨工具用于在工件的承受摩擦負載的內表面上產生有一些微槽結構，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；用于使激光束偏轉大約90°的偏轉裝置，具有偏轉鏡；一個可更換的激光束出射組件，激光束穿過一個保護玻璃被導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，其中在保護玻璃與開口之間構造有一個腔室，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將微槽加工到工件中的承受摩擦負載的圓柱形內表面上，尤其是加工到內燃機缸孔的工作面上，使工件表面形成與性能相匹配的表面形貌。

4、結束語

珩磨行業本身的應用領域限制了其行業規模，然而，由于其與目前蓬勃發展的汽車行業密切相關，又決定了珩磨行業十分必要的地位，我國作為目前世界上汽車產量和保有量大國，對汽車零部件質量要求不斷提升，隨著工業水平的發展，如何提升珩磨工具的加工精度和加工效率仍將作為國內行業研究的重點。■

參考文獻

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

[2]張云電著.現代珩磨技術[M].北京：科學出版社.2007.