零件表面的加工工具制造技術

一種零件表面的加工工具，它有多個不同的區段，所以用一個工具可同時使零件表面硬化、光滑，且特別是進行尺寸精確的加工。只要簡單地將工具推過例如一個孔中，便能加工此孔的表面。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于零件表面加工的工具。表面機械加工迄今一直是利用鏜磨工具或研磨工具進行鏜磨(拉磨)或研磨。半自動或全自動工作的鏜磨機用于大量生產。表面通過多道工序加工，但是這不能滿足表面超精加工的要求。由于留下過多的裂紋和劃痕，使被加工表面容易產生故障。與上述相反，具有主權利要求特征的本專利技術工具的優點是，被加工表面可不通過切削進行加工，而是通過一種對材料的壓實和致密。由于進行了表面的硬化、光滑和壓實工藝，在被加工零件中達到的尺寸精度，遠遠超過采用以往的工藝方法所能達到的。由于被加工表面幾乎沒有任何溝紋，所以該表面實際上對腐蝕不敏感。因此，被加工的零件有較長的壽命。對于所指出的工具具體的進一步發展以及相應措施和特征是通過下面的說明來表現的。本專利技術提供一種用于零件表面尤其是孔、軸等加工的工具，主要用于使表面光滑和硬化，其具有一個導引段、一個帶斜度的入口區、一個實際上無過渡地匯入一第一個圓柱形加工區的切向段，加工區的直徑比被加工零件的直徑大、至少一個曲線狀恢復區、至少一個槽、至少一個第二恢復區、以及至少一個第二加工區，第二加工區的長度約占第一加工區長度的60%，有一個出口區，它的斜度大于入口區，有一個出口圓柱和一個圓頂;導引段和入口區之間，有一個圓柱形定心區，此定心區的軸線與被加工零件的軸線重合;定心區大約占零件長度的30%至40%;引導段用一個高壓支座替代，支座的斜度大于或小于零件支座所要求的斜度;在第二加工區后面的是高壓支座，它替代出口區，所以此高壓密封支座匯入出口圓柱中;圓頂設計成三心曲線的形式。本專利技術還提供一種上述工具加工零件表面的方法，在加工中，使工具的軸線和被加工零件的軸線在夾具中互相同心地定位，工具在夾具中以一個最小速度相對于被加工零件運動，以便使零件表面發熱，所以，可用所提供的外部金屬離子來使被加工零件表面加進合金元素;在工具與零件相對運動前，將包含外部金屬離子的潤滑液至少要涂在工具的入口區上;在工具與零件相對運動后，工具達到零件支座邊緣，工具在零件中繞軸線以定壓和等速至少旋轉360°。本專利技術的最佳實施例表示在下列附圖中，下文將通過附圖及實施例對本專利技術的結構、特點及有關目的予以詳細說明。附圖說明圖1表示本專利技術工具沿縱向斷開的輪廓圖，為表示清楚起見，各部分沒有按真實的尺寸表示;圖2和3表示圖1所示最佳實施例的改進型;和圖4表示工具母材上硬質層的分層結構。圖1中，標號10表示用于同時使表面光滑和硬化的工具。按圖1中箭頭11表示的加工方向看，工具10的開頭是一個定心區12。此定心區12具有一個錐形導引段13，它例如有斜度約7°。導引段13用于將工具無損傷地引入到例如一個孔中。所以，在下面的敘述中將總是針對孔。從導引段13到定心區12的過渡有一個很小的圓弧。這樣做是必要的，是為了防止損傷被加工表面。定心區12本身為圓柱形。但重要之點在于，工具10的軸線和孔的軸線應當重合，從而使工具10在孔中不會傾斜。具有斜度的入口區15與定心區12相連，其斜度在0.7°至2.3°之間，這取決于工具的材料，還取決于被加工零件的材料。在這里的被加工零件例如是指一個制有孔的閥。斜度值目前仍通過實驗確定。入口區15是為了防止孔的入口被與之相鄰的工作區17不小心刮傷。切向段18從入口區15導引至加工區17。切向段18的輪廓形狀實際上是一個大的圓弧，所以相當于一條切線。該切向段18是必須的，以避免從入口區15到加工區17成棱角狀過渡。切向段18圓弧狀的設計就已經使被加工零件的材料受壓。與不合要求的棱角狀過渡相反，如上所述，采用切向段18為圓弧的做法，其結果是使沿工具10運動方向11材料的物質在小區內沒有位錯，但是材料沿徑向向外，亦即垂直于或與運動方向11成小于90°的方向，有巨大的位移。切向段18的圓弧半徑取決于零件材料和工具10的長度與直徑之比。毗鄰的實際有效的加工區17由圓柱段構成。其直徑可大于被加工孔所要求直徑最多約0.2%。這一余量取決于零件材料和孔的長度。工具10上的加工區的寬度約等于孔加工直徑的0.4%。制成曲線狀的恢復區20與加工區17相連。它用于恢復被加工區17加工后的零件材料。恢復過程發生在零件孔表面的小范圍內。零件材料可以少量地再次分布在恢復區20內。在恢復區20之后，有一個異物收集槽22，這些異物是在這之前的粗加工工序中留在孔中的。這些例如可能是磨料顆粒或其它雜質或廢液成分，下面還要談到，這種液體用于在工具10加工孔時提高孔的表面光度。收集槽22制成圓弧狀，圓弧半徑取決于工具的直徑和長度。從恢復區20到收集槽22的連續過渡，對于無損傷地從孔中取出工具的逆向運動是重要的，從數學的觀點看，這是一條復合曲線。連接段24在形狀、作用和功能等方面，與恢復區20是一致的。若有一面想象的鏡子，其軸線則通過最低點，亦即通過收集槽22的最低點，從收集槽22到連接段24的過渡，以及連接段24本身，構成了恢復區20和從恢復區20到收集槽22過渡的鏡面對稱的重復。這也這意味著，收集槽22連續地匯合并入第二個加工區26中是按如加工區17匯入恢復區20中同樣的形式。加工區26大約只有加工區17長度的60%，但其直徑與加工區17的直徑完全一樣。除了加工區26和17的長度互不相同之外，從收集槽22到連接段24的過渡、連接段24本身以及加工區26，構成了區段17、20和22的鏡面對稱的重復。在加工區17和26之間有一個或多個加工區26，按必須達到的被加工零件的長度同樣地重復。所有重復的加工區26，其長度也都是第一個加工區17長度的60%。出口區30與最后一個加工區26相連，它的斜度略大于入口區15的斜度。其斜角在3°至7°之間。它還是作為剛被加工的零件材料的膨脹區。從出口區30到出口圓柱32的過渡是圓弧狀的，以避免工具出現斷裂的危險。出口圓柱32的長度大約等于定心區12的60%。出口圓柱32的直徑大約比加工區17或26的直徑小0.5%至1%。這也意味著出口圓柱32的直徑小于定心區12的直徑。但在特殊情況下它們也可以是相等的。工具10的末端制成圓頂34，它用于迫使工具10沿箭頭11的方向輸入運動的強迫引入和強迫傳遞。圓頂34設計成例如借助于自動壓力機使強制引入可以在一個特定點。圓弧半徑按實驗確定，它取決于工具10的長度和直徑。從數學的觀點看，若工具10直徑較小，則圓頂34具有三心曲線的形狀，這意味著，與假設它被設計成圓弧狀的形式相比，圓頂34的側面較為陡峭。這樣做尤其在工具具有較大長度和較小直徑的情況下是必要的。此外，圓頂34制成相對于通過圓頂34頂端想象的鏡面軸線是成鏡面對稱的。工具的上述這些區段構成了與工具的使用無關的總是存在的基本部分。一旦工具用于加工一個連續孔，如上文所述的那樣，定心區12直接在工具上形成。或者，一個定心區可附屬于被加工的零件。工具的一個或多個加工部分仍與定心區12連接。加工部分由加工區17至加工區26組成，這一加工部分重復若干次。如上述已闡明的，第一次重復后，加工區26的長度始終是相同的，但在各種情況下，只有與入口區15相連的第一個加工區17長度的60%。加工部分由多個臺階組成，各臺階的加工區17和26，它們每一個均具有較大的直徑。該直徑不是從一個臺階到另一個臺階成線性增加的，加工區17、2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于零件表面尤其是孔、軸等加工的工具，主要用于使表面光滑和硬化，其特征在于，其具有一個導引段（１３）、一個帶斜度的入口區（１２）、一個實際上無過渡地匯入一第一個圓柱形加工區（１７）的切向段（１８），加工區（１７）的直徑比被加工零件的直徑大、至少一個曲線狀恢復區（２０）、至少一個槽（２２）、至少一個第二恢復區（２４）、以及至少一個第二加工區（２６），第二加工區（２６）的長度約占第一加工區（１７）長度的６０％，有一個出口區（３０），它的斜度大于入口區（１５），有一個出口圓柱（３２）和一個圓頂（３４）。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L芬克拜納，
申請(專利權)人：羅伯特博希股份公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]