一种缸孔珩磨刀具的制作方法

[0001]
本发明涉及一种缸孔珩磨刀具，属于珩磨设备技术领域。


背景技术：

[0002]
缸孔珩磨刀具在进行珩磨加工时需要解决珩磨头在进入缸孔时或珩磨过程中珩磨头或珩磨砂条磕碰缸孔顶部边缘（如：倒角）以及精确控制加工过程实时缸孔直径测量的问题。
[0003]
现在多采用珩磨连杆末端可以浮动的万向节连接装置与珩磨刀具装配连接，用于保证珩磨加工过程中缸孔孔壁表面受力的均匀和稳定，确保珩磨完成后缸孔的几何精度和表面微观精度，但可以浮动的万向节连接装置连接的刀具容易受外力或旋转等因素导致珩磨刀具摆动，在珩磨头进入缸孔时或珩磨过程中珩磨头或珩磨砂条磕碰缸孔顶部边缘（如：倒角），将珩磨头或珩磨砂条、磕碰伤。
[0004]
缸孔珩磨加工一般多采用控制珩磨刀具加工的冲程次数和珩磨时间来加工到所需缸孔直径尺寸，由于砂条的磨损情况不同，依靠上述珩磨加工方法无法实现缸孔几何精度（含圆柱度、直径等）的精确控制，经常出现直径和圆度等尺寸的波动。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种缸孔珩磨刀具，其很好的解决了因珩磨刀具摆动磕碰伤珩磨砂条、珩磨头、缸孔顶部，提升了设备开动率、保证了产品加工质量，减低了刀具成本和工废，同时也避免了珩磨刀具和砂条的损坏。
[0006]
按照本发明提供的技术方案：一种缸孔珩磨刀具，包括依次连接的头体、砂条座和支撑体，所述头体和砂条座内设置涨锥体，砂条座上设置砂条；所述头体内设置涨刀杆，涨刀杆的下端连接涨锥体；所述砂条座的上下端分别设置上收刀弹簧和下收刀弹簧从而使砂条座与涨锥体贴合；所述砂条座的表面设有导向合金条，所述导向合金条和砂条的上下端均设有倒角；所述支撑体上安装能够挡护导向合金条和砂条底端的防撞环。
[0007]
进一步地，所述头体、砂条座和支撑体上设置上下贯通的内置气路，所述导向合金条上设有与内置气路联通的气喷嘴孔；所述头体上开有与内置气路联通的气路进口。
[0008]
进一步地，所述气喷嘴孔的高度低于导向合金条。
[0009]
进一步地，珩磨刀具处于收刀状态下，砂条倒角的高度低于导向合金条倒角的高度。
[0010]
进一步地，所述涨锥体为双楔块结构。
[0011]
进一步地，所述头体上设置防转销和锁止槽。
[0012]
进一步地，所述防撞环通过螺栓固定在支撑体上。
[0013]
进一步地，位于头体段的内置气路顶部、砂条座段的内置气路外侧以及支撑体段的内置气路底端分别设置工艺孔堵塞。
[0014]
进一步地，所述涨刀杆上设置压缩弹簧，压缩弹簧的下端抵住头体、上端抵住涨刀
杆，压缩弹簧对涨刀杆施加向上的回复力。
[0015]
进一步地，所述砂条座的上端和下端分别设置用于固定上收刀弹簧和下收刀弹簧的沟槽。
[0016]
本发明与现有技术相比，具有如下优点：1. 珩磨刀具上集成防撞环的措施减少因珩磨砂条或导向合金条磕碰工件导致的珩磨砂条磕碰伤、导向合金条磕碰伤、工件磕碰伤等，提升了设备开动率、保证了产品加工质量，减低了刀具成本和工废，同时也避免了珩磨刀具和砂条的损坏。
[0017]
2. 珩磨刀具珩磨砂条及导向合金条倒角的措施减少因珩磨砂条或导向合金条磕碰工件导致的珩磨砂条磕碰伤、导向合金条磕碰伤、工件磕碰伤等，提升了设备开动率、保证了产品加工质量，减低了刀具成本和工废，同时也避免了珩磨刀具和砂条的损坏。
[0018]
3. 珩磨刀具处于收刀状态下，珩磨砂条倒角的高度低于珩磨导向合金倒角的高度，珩磨刀具在进刀过程中可能受外力摆动不对中导致珩磨刀具的导向合金磕碰缸孔边缘，但是珩磨砂条不会与缸孔边缘及工件磕碰，砂条不会破损，导向合金的倒角磕碰工件不会导致珩磨刀具损坏而影响设备开动率。
[0019]
4. 珩磨刀具上集成气路和气喷嘴，实时监控珩磨加工过程中的缸孔尺寸精度，精确保证珩磨加工过程的缸孔直径和圆度等几何尺寸精度。
[0020]
5.珩磨刀具上的气路采用内通道式，无需外接气管通气，避免了更换刀具时频繁插拔气管导致的漏气或气密封等问题。
[0021]
6.气喷嘴高度低于导向合金条，避免因珩磨砂条完成收刀后珩磨头摆动触碰缸孔壁导向触碰导致的气喷嘴损坏或气喷嘴变形，影响通气气压进而影响缸孔直径气测的效果。
[0022]
7.导向杆处的压缩弹簧顶升涨刀杆，在珩磨刀具涨刀杆无负载或收刀状态下，涨刀杆被顶升，涨刀锥涨体被拉升，砂条座在上收刀弹簧和下收刀弹簧的弹簧收刀力作用下回复至收刀原位，同时，导向杆在被顶升的状态下，涨锥体被拉升，便于珩磨底座安装和拆卸，结构简单可靠，维护方便。
[0023]
8.珩磨刀具的砂条座上部和下部同时被双楔块结构支撑，该双楔块涨刀结构能够实现珩磨砂条的径向涨刀力和径向涨刀量的一致性，保证孔加工表面形状的和受力的一致性。
[0024]
9.防撞环采用螺栓与珩磨刀体固定，结构简洁，拆卸及维修方便。
[0025]
10.上收刀弹簧和下收刀弹簧分别靠弹簧力固定在刀体沟槽中，拆卸及维护方便，结构可靠。
[0026]
11.砂条座通过收刀弹簧固定在刀具体上，拆除弹簧后砂条座即可取出，砂条座更换及维护方便，结构可靠。
[0027]
12.砂条座为模块化设计，通过更换不同型号（厚度）的砂条座实现不同数量砂条的周向布置形式，以实现缸孔加工的不同效果（比如圆度、粗糙度等）。
附图说明
[0028]
图1为本发明砂条处剖视图。
[0029]
图2为本发明气路处剖视图。
[0030]
图3为本发明砂条导向处剖视图。
[0031]
图4为本发明的结构示意图。
[0032]
图5为本发明在发动机缸体内珩磨的示意图。
[0033]
附图标记说明：1-螺栓、2-导向合金条、3-防撞环、4-下收刀弹簧、5-支撑体、6-砂条、7-砂条座、8-涨锥体、9-上收刀弹簧、10-头体、11-涨刀杆、12-内置气路、13-压缩弹簧、14-防转销、15-工艺孔堵塞、16-气路进口、17-锁止槽、18-气喷嘴孔、19-连接杆、20-连接杆的涨刀芯杆、21-防转销安装孔、22-缸孔、23-珩磨刀具、24-缸体。
具体实施方式
[0034]
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0035]
如图5所示，本发明所述的缸孔珩磨刀具，用于珩磨发动机缸体24的缸孔22，珩磨刀具的防转销14和锁止槽17分别与连接杆19的防转销安装孔21及锁止键配合来固定。本发明具体包括依次连接的头体10、砂条座7和支撑体5，如图1所示，所述头体10和砂条座7内设置涨锥体8，砂条座7上设置砂条6；所述头体10内设置涨刀杆11，涨刀杆11的下端连接涨锥体8；涨刀杆11与涨锥体8配合驱动砂条座7和砂条6径向涨刀；涨刀杆压缩弹簧13与涨刀杆11结合，在涨刀杆11驱动力小于涨刀杆压缩弹簧13的弹簧回复力时，砂条座7和砂条6随涨锥体8一同收缩；所述砂条座7的上下端分别设置上收刀弹簧9和下收刀弹簧4从而使砂条座7与涨锥体8贴合；如图3和图4所示，所述砂条座7的表面设有导向合金条2，所述导向合金条2和砂条6的上下端均设有倒角；当珩磨刀具处于收刀状态下，砂条6倒角的高度低于导向合金条2倒角的高度。
[0036]
所述支撑体5上安装能够挡护导向合金条2和砂条6底端的防撞环3，防撞环3通过螺栓1和支撑体5上的螺栓孔安装在支撑体5上。防撞环3可以减少因珩磨砂条或导向合金条磕碰工件导致的珩磨砂条6磕碰伤、导向合金条2磕碰伤、工件磕碰伤等，提升了设备开动率、保证了产品加工质量，减低了刀具成本和工废，同时也避免了珩磨刀具和砂条的损坏。
[0037]
如图2所示，所述头体10、砂条座7和支撑体5上设置上下贯通的内置气路12，所述导向合金条2上设有与内置气路12联通的气喷嘴孔18；所述头体10上开有与内置气路12联通的气路进口16。位于头体10段的内置气路12顶部、砂条座7段的内置气路12外侧以及支撑体5段的内置气路12底端分别设置工艺孔堵塞15。更优的，所述气喷嘴孔18的高度低于导向合金条2。导向合金条2和集成的气喷嘴孔18可以起到导向珩磨刀具进入缸孔和保护珩磨砂条6不被磕碰伤的作用，内置气路12的气压的大小随着气喷嘴孔18与缸孔壁间隙的变动而变化，将气压压力的变化通过气电转换器将气压信号转换为缸孔直径的大小变化实时监控缸孔珩磨加工的几何精度。
[0038]
该集成防撞环和实时气检测量的的缸孔珩磨刀具通过在珩磨刀具上集成防撞环和增加珩磨砂条倒角解决了珩磨刀具摆动磕碰伤珩磨砂条、珩磨头、缸孔边缘的问题，提升了设备开动率、保证了产品加工质量，减低了刀具成本和工废，同时也避免了珩磨刀具和砂条的损坏。
[0039]
该珩磨刀具通过在珩磨刀具上增加气路和气喷嘴的设计，在珩磨加工过程中，实时监控珩磨刀具内气路的气压来精确测量缸孔直径和圆度等几何尺寸精度，提升了加工质
量，保证了加工稳定性，降低了工废等。
[0040]
所述涨锥体8为双楔块结构，珩磨刀具的砂条座7上部和下部同时被双楔块结构支撑，该双楔块涨刀结构能够实现珩磨砂条的径向涨刀力和径向涨刀量的一致性，保证孔加工表面形状的和受力的一致性。
[0041]
所述头体10上设置防转销14和锁止槽17。
[0042]
所述涨刀杆11上设置压缩弹簧13，压缩弹簧13的下端抵住头体10、上端抵住涨刀杆11，压缩弹簧13对涨刀杆11施加向上的回复力。
[0043]
所述砂条座7的上端和下端分别设置用于固定上收刀弹簧9和下收刀弹簧4的沟槽，拆卸及维护方便，结构可靠。
[0044]
工作原理：珩磨连接杆驱动珩磨刀具在进入发动机缸体缸孔，然后通过连接杆的涨刀芯杆的轴向运动驱动珩磨刀具的涨刀芯杆轴向运动来推动涨锥体的轴向运动，涨锥体的轴向运动驱动砂条座的径向运动，砂条座上砂条的径向运动并与缸孔壁贴合，珩磨刀具随连接杆进行往复冲程和旋转运动对缸孔壁进行磨削，同时，珩磨刀具头体内的气路内的气压随导向合金条上气喷嘴与缸孔壁间隙的变动而变化，将气压压力的变化转换为缸孔直径的大小变化实时监控缸孔珩磨加工的几何精度。
[0045]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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