零件表面的加工工具制造技术

一种零件表面的加工工具，它有多个不同的区段，所以用一个工具可同时使零件表面硬化、光滑，且特别是进行尺寸精确的加工。只要简单地将工具推过例如一个孔中，便能加工此孔的表面。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于零件表面加工的工具。表面机械加工迄今一直是利用镗磨工具或研磨工具进行镗磨(拉磨)或研磨。半自动或全自动工作的镗磨机用于大量生产。表面通过多道工序加工，但是这不能满足表面超精加工的要求。由于留下过多的裂纹和划痕，使被加工表面容易产生故障。与上述相反，具有主权利要求特征的本专利技术工具的优点是，被加工表面可不通过切削进行加工，而是通过一种对材料的压实和致密。由于进行了表面的硬化、光滑和压实工艺，在被加工零件中达到的尺寸精度，远远超过采用以往的工艺方法所能达到的。由于被加工表面几乎没有任何沟纹，所以该表面实际上对腐蚀不敏感。因此，被加工的零件有较长的寿命。对于所指出的工具具体的进一步发展以及相应措施和特征是通过下面的说明来表现的。本专利技术提供一种用于零件表面尤其是孔、轴等加工的工具，主要用于使表面光滑和硬化，其具有一个导引段、一个带斜度的入口区、一个实际上无过渡地汇入一第一个圆柱形加工区的切向段，加工区的直径比被加工零件的直径大、至少一个曲线状恢复区、至少一个槽、至少一个第二恢复区、以及至少一个第二加工区，第二加工区的长度约占第一加工区长度的60%，有一个出口区，它的斜度大于入口区，有一个出口圆柱和一个圆顶;导引段和入口区之间，有一个圆柱形定心区，此定心区的轴线与被加工零件的轴线重合;定心区大约占零件长度的30%至40%;引导段用一个高压支座替代，支座的斜度大于或小于零件支座所要求的斜度;在第二加工区后面的是高压支座，它替代出口区，所以此高压密封支座汇入出口圆柱中;圆顶设计成三心曲线的形式。本专利技术还提供一种上述工具加工零件表面的方法，在加工中，使工具的轴线和被加工零件的轴线在夹具中互相同心地定位，工具在夹具中以一个最小速度相对于被加工零件运动，以便使零件表面发热，所以，可用所提供的外部金属离子来使被加工零件表面加进合金元素;在工具与零件相对运动前，将包含外部金属离子的润滑液至少要涂在工具的入口区上;在工具与零件相对运动后，工具达到零件支座边缘，工具在零件中绕轴线以定压和等速至少旋转360°。本专利技术的最佳实施例表示在下列附图中，下文将通过附图及实施例对本专利技术的结构、特点及有关目的予以详细说明。附图说明图1表示本专利技术工具沿纵向断开的轮廓图，为表示清楚起见，各部分没有按真实的尺寸表示;图2和3表示图1所示最佳实施例的改进型;和图4表示工具母材上硬质层的分层结构。图1中，标号10表示用于同时使表面光滑和硬化的工具。按图1中箭头11表示的加工方向看，工具10的开头是一个定心区12。此定心区12具有一个锥形导引段13，它例如有斜度约7°。导引段13用于将工具无损伤地引入到例如一个孔中。所以，在下面的叙述中将总是针对孔。从导引段13到定心区12的过渡有一个很小的圆弧。这样做是必要的，是为了防止损伤被加工表面。定心区12本身为圆柱形。但重要之点在于，工具10的轴线和孔的轴线应当重合，从而使工具10在孔中不会倾斜。具有斜度的入口区15与定心区12相连，其斜度在0.7°至2.3°之间，这取决于工具的材料，还取决于被加工零件的材料。在这里的被加工零件例如是指一个制有孔的阀。斜度值目前仍通过实验确定。入口区15是为了防止孔的入口被与之相邻的工作区17不小心刮伤。切向段18从入口区15导引至加工区17。切向段18的轮廓形状实际上是一个大的圆弧，所以相当于一条切线。该切向段18是必须的，以避免从入口区15到加工区17成棱角状过渡。切向段18圆弧状的设计就已经使被加工零件的材料受压。与不合要求的棱角状过渡相反，如上所述，采用切向段18为圆弧的做法，其结果是使沿工具10运动方向11材料的物质在小区内没有位错，但是材料沿径向向外，亦即垂直于或与运动方向11成小于90°的方向，有巨大的位移。切向段18的圆弧半径取决于零件材料和工具10的长度与直径之比。毗邻的实际有效的加工区17由圆柱段构成。其直径可大于被加工孔所要求直径最多约0.2%。这一余量取决于零件材料和孔的长度。工具10上的加工区的宽度约等于孔加工直径的0.4%。制成曲线状的恢复区20与加工区17相连。它用于恢复被加工区17加工后的零件材料。恢复过程发生在零件孔表面的小范围内。零件材料可以少量地再次分布在恢复区20内。在恢复区20之后，有一个异物收集槽22，这些异物是在这之前的粗加工工序中留在孔中的。这些例如可能是磨料颗粒或其它杂质或废液成分，下面还要谈到，这种液体用于在工具10加工孔时提高孔的表面光度。收集槽22制成圆弧状，圆弧半径取决于工具的直径和长度。从恢复区20到收集槽22的连续过渡，对于无损伤地从孔中取出工具的逆向运动是重要的，从数学的观点看，这是一条复合曲线。连接段24在形状、作用和功能等方面，与恢复区20是一致的。若有一面想象的镜子，其轴线则通过最低点，亦即通过收集槽22的最低点，从收集槽22到连接段24的过渡，以及连接段24本身，构成了恢复区20和从恢复区20到收集槽22过渡的镜面对称的重复。这也这意味着，收集槽22连续地汇合并入第二个加工区26中是按如加工区17汇入恢复区20中同样的形式。加工区26大约只有加工区17长度的60%，但其直径与加工区17的直径完全一样。除了加工区26和17的长度互不相同之外，从收集槽22到连接段24的过渡、连接段24本身以及加工区26，构成了区段17、20和22的镜面对称的重复。在加工区17和26之间有一个或多个加工区26，按必须达到的被加工零件的长度同样地重复。所有重复的加工区26，其长度也都是第一个加工区17长度的60%。出口区30与最后一个加工区26相连，它的斜度略大于入口区15的斜度。其斜角在3°至7°之间。它还是作为刚被加工的零件材料的膨胀区。从出口区30到出口圆柱32的过渡是圆弧状的，以避免工具出现断裂的危险。出口圆柱32的长度大约等于定心区12的60%。出口圆柱32的直径大约比加工区17或26的直径小0.5%至1%。这也意味着出口圆柱32的直径小于定心区12的直径。但在特殊情况下它们也可以是相等的。工具10的末端制成圆顶34，它用于迫使工具10沿箭头11的方向输入运动的强迫引入和强迫传递。圆顶34设计成例如借助于自动压力机使强制引入可以在一个特定点。圆弧半径按实验确定，它取决于工具10的长度和直径。从数学的观点看，若工具10直径较小，则圆顶34具有三心曲线的形状，这意味着，与假设它被设计成圆弧状的形式相比，圆顶34的侧面较为陡峭。这样做尤其在工具具有较大长度和较小直径的情况下是必要的。此外，圆顶34制成相对于通过圆顶34顶端想象的镜面轴线是成镜面对称的。工具的上述这些区段构成了与工具的使用无关的总是存在的基本部分。一旦工具用于加工一个连续孔，如上文所述的那样，定心区12直接在工具上形成。或者，一个定心区可附属于被加工的零件。工具的一个或多个加工部分仍与定心区12连接。加工部分由加工区17至加工区26组成，这一加工部分重复若干次。如上述已阐明的，第一次重复后，加工区26的长度始终是相同的，但在各种情况下，只有与入口区15相连的第一个加工区17长度的60%。加工部分由多个台阶组成，各台阶的加工区17和26，它们每一个均具有较大的直径。该直径不是从一个台阶到另一个台阶成线性增加的，加工区17、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于零件表面尤其是孔、轴等加工的工具，主要用于使表面光滑和硬化，其特征在于，其具有一个导引段（１３）、一个带斜度的入口区（１２）、一个实际上无过渡地汇入一第一个圆柱形加工区（１７）的切向段（１８），加工区（１７）的直径比被加工零件的直径大、至少一个曲线状恢复区（２０）、至少一个槽（２２）、至少一个第二恢复区（２４）、以及至少一个第二加工区（２６），第二加工区（２６）的长度约占第一加工区（１７）长度的６０％，有一个出口区（３０），它的斜度大于入口区（１５），有一个出口圆柱（３２）和一个圆顶（３４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L芬克拜纳，
申请(专利权)人：罗伯特博希股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]