珩磨工具专利技术分析

王峥+孙巍+田家艳

摘 要： 本专利技术分析在专利检索、数据分析的基础上，对珩磨工具在国内外专利申请量进行分析，并针对主要申请人及重点专利进行了重点技术分析，梳理了珩磨工具技术的发展历程。

关键词： 珩磨；平顶；电解；超声；激光

1、引言

珩磨技术是随着汽车的诞生和发展应运而生的，气缸-活塞环是汽车中最重要的摩擦副，其性能的优劣和工作的状态直接影响到汽车产品的质量、品位、使用寿命和人类的生存环境。汽车发明以来，人们一直在探索气缸工作表面精密制造技术，其中，珩磨是气缸工作表面最重要的精密制造技术[1]。随着科学技术的发展和工业生产的进步，光、机、电、声技术的相互融合，珩磨技术也不断地发展，从最初的单进给珩磨开始，相继出现了平顶珩磨、挤压珩磨、电解珩磨、超声珩磨和激光珩磨等现代珩磨技术[2]。

2、国内外申请量分析

为了对珩磨工具专利申请趋势进行分析，通过在专利检索与服务系统中主要使用IPC分类号B24B33/08进行检索，并结合相关分类号B24B33/02、B24B33/10，以及honing，bore，hole等关键词，并通过筛选和去噪处理获得有效的文献样本，以此为基础对珩磨工具领域中国专利申请数据和全球专利申请数据进行统计分析。

从图中可以看出，国外关于珩磨工具的申请从1927年就开始，在20世纪80年代至21世纪初展现了突出的发展，这也与国外在此时期汽车行业蓬勃发展有很大的关系，而在这之后，由于行业技术已经趋于成熟，专利申请量也有所下降。

相比而言，国内从20世纪80年代开始就有关于珩磨工具的专利申请，然而在将近20年的时间，申请量基本稳定在较少的水平，而在2005年到2015年的十年间，珩磨工具的申请量剧增，究其原因，与我国在这个时间阶段汽车行业的迅速发展有较大的关系，随着国内汽车行业的迅猛发展，珩磨作为主要运用于发动机加工的工艺也取得了快速的发展。

3、主要申请人及重点专利分析

1986年6月24日美国森南产品公司（sunnen）在中国申请了发明名称为卧式和立式两用珩磨机（CN86104280A），这也是国内申请中涉及珩磨工具的第一篇专利文献，该珩磨机能旋转地驱动不同型式的珩磨头部件，从工件上某一平面上珩磨转换到同一工件的不同方位或不同工件的不同方位上去珩磨，进而完成在工件上珩磨成角度的表面，并且这种转换过程是操作者只需短时间和较小的劳动就能够完成，从而达到一机多能、节省投资的效果。

河南省中原内配股份有限公司于2005年12月28日申请了发明名称为推拉式双进给珩磨机构的实用新型专利（CN2858185Y），该珩磨机构包括油缸、与油缸连接的连接组件、连接组件的下端连接有缩锥体、珩磨头本体、砂条座及弹簧，油缸由上、下两个油缸组成，两油缸之间设有隔板，上油缸内设有上活塞，下油缸内设置有下活塞，下活塞内装有可以转动的下活塞杆，下活塞杆与下活塞之间设有双向球推力轴承，在下活塞的上端设置有与下活塞螺纹连接的螺母盖，位于下油缸的下方设有与其固连的往复运动支架，支架内置有可以往复旋转的珩磨机主轴，珩磨机主轴与支架之间设有双向推力球轴承，珩磨机主轴的外部设有旋转轴，旋转轴外装有链轮和向心球轴承，珩磨机主轴的下端接有联接杆，联接杆的下端接有珩磨头本体，珩磨机主轴内设有与下活塞杆下端连接的上推杆，上推杆的下端通过上内球铰体、上内球杆与置于联接杆内的下推拉杆连接，下推拉杆的下端通过下内球铰体、下内球杆与置于珩磨头本体内的涨缩锥体连接，珩磨头本体内装有与涨缩锥体相配合的粗珩砂条座、精珩砂条座和使砂条座收缩的弹簧。该珩磨机构可把单进给珩磨机改造为具有双进给功能，使一台顶两台单进给珩磨机使用，使每一条气缸套生产线节省一台珩磨机，一道工序，一个操作工；不但平台珩磨网纹气缸套的技术参数更加稳定，产品质量大幅度提高，而且给发动机厂提供了更加优良的气缸套配件。

日产自动车株式会社于1989年2月10日申请了发明名称为珩磨方法的发明专利（JPH02212069A），其中涉及了一种超声珩磨工具，该珩磨工具在进行旋转和轴向往复进给运动的同时，油石还在轴向上产生超声振动，该珩磨方法珩磨力小、珩磨温度低，在高效加工的同时还能够避免划伤工件表面的硅颗粒，有效提高了加工表面质量。

富士重工业株式会社于2007年3月27日提交了发明名称为通过电解加工圆柱内表面的珩磨工具，该珩磨工具具有布置在工件外部的螺线电极以及珩磨工具上设置的珩磨头，电解液分布在螺线电极和珩磨油石之间，通过对珩磨油石以及螺线电极施加电压来实施电解珩磨加工。该珩磨工具能够减少加工成本，提高加工质量并且能够获得高质量的加工表面。

格林两合公司（GEHRING）于2005年11月7日提交了发明名称为在工件承受摩擦负载的面上产生微槽结构的激光珩磨工具（DE202005005905U），该激光珩磨工具用于在工件的承受摩擦负载的内表面上产生有一些微槽结构，其包括：用于将一个主轴的下方敞开的空心端部连接在激光珩磨工具的工具体上及用于將激光束引入到工具体内室中的螺钉和法兰；用于使激光束聚焦的聚焦装置；用于使激光束偏转大约90°的偏转装置，具有偏转镜；一个可更换的激光束出射组件，激光束穿过一个保护玻璃被导入到激光束出射组件中，并且激光束又从激光束出射组件通过一个开口出射，其中在保护玻璃与开口之间构造有一个腔室，一种气体通过管路输送给腔室，气体通过开口再从腔室排出。该激光珩磨装置能够将微槽加工到工件中的承受摩擦负载的圆柱形内表面上，尤其是加工到内燃机缸孔的工作面上，使工件表面形成与性能相匹配的表面形貌。

4、结束语

珩磨行业本身的应用领域限制了其行业规模，然而，由于其与目前蓬勃发展的汽车行业密切相关，又决定了珩磨行业十分必要的地位，我国作为目前世界上汽车产量和保有量大国，对汽车零部件质量要求不断提升，随着工业水平的发展，如何提升珩磨工具的加工精度和加工效率仍将作为国内行业研究的重点。■

参考文献

[1]徐华鸣，张凤鸣，张静. 珩磨技术在高精度孔系加工中的应用[J]. 超硬材料工程，2011，05：35-36.

[2]张云电著.现代珩磨技术[M].北京：科学出版社.2007.