珩磨头相关专利申请现状概述

陈婵

摘 要：在磨削工具领域，关于珩磨头有着大量的研究，已形成独有的技术特点。通过对珩磨头上油石的数量以及与先进技术结合的设置，来提高加工表面精度。有关珩磨头的专利的申请量、主要申请国家和公司进行了统计分析，并对珩磨头的发展做了介绍，便于珩磨头领域的技术人员从专利技术角度把握珩磨头的现状和发展，从而有利于技术人员对珩磨头的改进和创新，进而申请专利。

关键词：磨削；珩磨；精加工；专利

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

1 简介

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，对于某些材料的零件，在磨削时常常出现大量的较规则排列的裂纹，即磨削裂纹，不但影响了零件的外观，更重要的是影响了零件质量。

珩磨技术产生背景。众所周知，发动机是汽车的心脏，其缸孔的性能优劣和工作状态直接影响汽车产品的质量、使用寿命和人类的生存环境，磨削加工因会产生磨削裂纹而不能满足要求，所以，自汽车发明以来，人们一直在探讨一种关于孔工作表面的精密加工技术，由此，珩磨技术也随之应运而生[1]。

2 珩磨头的专利申请现状

2.1 专利申请量趋势分析

有关珩磨头的专利最早出现在1923年，从检索结果可看出，自1973年开始，有关珩磨头的专利申请量出现持续增长，虽然增长比较缓慢，但是从2011年开始，专利申请出现快速增长，在2015年达到高峰，这足以说明：珩磨技术的发展在磨削领域也日益重要。

2.2 专利申请产出国和申请人分布

通过对专利文献产出国进行统计分析，发现排名在前的是苏联、中国、德国、美国和日本，其中，尤其是苏联、中国、德国和美国，申请量将占全部申请的80%左右，这与该四国在珩磨技术领域发展较为迅速有关。所以技术人员在对珩磨头技术进行研究时，需特别注意以上四国，这有助于技术人员了解现有技术。

进一步对申请人数据进行统计，发现几乎所有的申请都来自企业，来自高校的申请较少，这同珩磨技术与工业的发展密不可分有关。并且，排名靠前的主要是一些大公司，这些公司的专利占据了珩磨头领域的大部分专利，而且引领珩磨头技术进步。在中国国内，排名在前的企业是：苏州信能精密机械、宁夏中卫大河机床、宁夏银川大河数控机床、上海鸿拧精密机械，可见，有关珩磨头专利技术在工业中应用的发展十分迅速。

2.3 珩磨头技术发展历程

根据珩磨头上油石数量的多少，可分为单条油石珩磨头、双条油石珩磨头和多条油石珩磨头[2]。在珩磨头发展初期，美国设计的珩磨头上油石数量为4条[5]，在珩磨短孔时，为了提高孔的直线度，在1965年，加拿大设计了具有双油石条的珩磨头，为了得到较高几何形状精度的孔，1987年苏联设计了单油石珩磨头，在此基础上，为了提供可自动补偿油石前后段磨损差值的加工精度高的盲孔珩磨工具，我国航空航天部远东机械制造公司于1990年设计了一种盲孔珩磨工具。

随着气动测量新系统技术的发展，人们将气动测量装置引入珩磨头内，实现了珩磨头在对工件内孔加工的同时，气动测量系统能通过相关装置检测孔的直径，进而将检测数据反馈给控制系统，从而控制相应部件发出相应指令，不仅提高了孔的加工效率，也提高了孔的加工精度，譬如：1977年，苏联首次将气动测量装置用于珩磨头上，设计了一种具有气动测量装置的珩磨头，其将珩磨头中设计了一种液压缸，液压缸中两端分别设置一能沿珩磨头径向移动的活塞杆，气动测量装置设置在活塞杆中，由此气动测量装置能随着活塞杆的径向移动而移动，进而满足气动测量装置要起作用必须在离孔壁在很小距离的条件，同时，在完成孔加工后，可以将气动测量喷嘴径向缩回，进而避免珩磨头在退出已加工的孔时，气动测量喷嘴将已加工好的孔壁刮花，从而影响孔的加工质量。

液压缸的引入导致装置中需要设置驱动液压缸活塞径向移动，为了节约成本，于1982年，苏联又对之前珩磨头装置进行改进，将珩磨头中设置活塞杆，活塞杆中设置气动测量装置，用弹簧来驱动活塞杆径向来回移动进而带动气动测量装置来回移动[4]。

弹簧作为驱动结构，存在一定的不稳定性，为了更完善珩磨头的结构1998年，日本设计了一种珩磨头结构，将气动测量喷嘴设置在珩磨头上可伸缩的外壁上，外壁内侧设置为与驱动杆外侧相配合的锥形面，进而实现杆上下运动过程中，促使外壁做径向运动，从而实现气动测量喷嘴的径向运动[3]。

3 结论与展望

从各国申请的专利看，随着新型技术的诞生，研究者结合新型技术通过对珩磨头不断改进和创新，以研制出多种珩磨头工具，并取得了显著地研究成果。随着许多高科技产品的日益发展，在精加工系统领域的珩磨加工，不仅要求在大批量生产中能够尽可能地延长刀具的使用寿命，同时，除了几何精度的要求外，还要求工件的加工表面的边缘具有较高的耐用度，这促使研究者继续对珩磨头结构研究，进而促使有关珩磨技术方面的专利申请也将日益增多。

参考文献：

[1]叶伟昌.改进珩磨头结构提高珩孔质量[J].现代制造工程，1997（06）：12-13.

[2]李良福.几种新型珩磨头[J].机械工人：冷加工，2000（11）：11-12.

[3]张宏军，徐建华.测量喷嘴可伸缩式的珩磨头测量装置[J].中国专利：CN102729130A2012，10（17）.

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

[5]MCKEEN WILLIAM.D.Honing head.美国专利：US2257474A1941，09（30）.