CN1032308A - 可胀式珩磨头 - Google Patents

Abstract

一种装在珩磨机上可旋转的珩磨头，包括：一个 有内外表面的加长管形件，内表面沿长度呈锥形，外 表面的一部分上有磨料；一个穿过管形件的加长扩张 件，它具有与上述锥形内表面成面对面接触的锥形外 表面，并可在管形件内轴向移动以沿长度均匀地改变 管形件的直径。管形件的一端由安装结构连在珩磨 机上以便旋转，且该端部可以扩张和收缩。管形件上 的磨料至少沿其外表面的一部分形成工件接触部分， 所有接触部分都位于一个圆柱形珩磨包络面上。

Description

本发明涉及一种可在珩磨作业中在某范围内调节的可胀式珩磨头或心轴，更确切地说涉及一种珩磨头的若干种实施例，每种包括一个加长的管形珩磨件，它有一个在其全长上延伸的开口，适于配合地容纳一个加长的扩张件或楔形组件，该扩张件或楔形组件可在管形珩磨件内轴向移动，以便使此件在其整个长度上均匀地扩张，从而加大或减小其直径。本珩磨头结构特别适宜用于多行程珩磨场合，其中珩磨头直径的加大和减小可在珩磨作业中实现。采用本珩磨头可加工出更均匀和更精密的珩磨工件表面，同时在珩磨作业中珩磨直径可调性范围更大。

过去已经为各种用途和场合设计和制造了许多不同类型的珩磨头和其他珩磨装置。还有许多珩磨头的设计和结构带有附装于其上的可在珩磨作业中调节的磨料组件，这些珩磨头有些利用单个可径向调节的磨料组件，而另一些利用一组周向分布的磨料组件，其中一个或多个可在珩磨作业中径向调节，以使磨料组件与被珩磨的工件表面在压力下保持接触。典型的已知可调珩磨头和已知磨料组件移动装置是Sunnen的美国专利号Re    18763，1902194、1904336、1946041、1982836、2040281、2815615和3378962中介绍和公开的结构。

以往通常制成带有体部的珩磨头，体部有一个可旋转地装于其内的中心小齿轮，并且其中装有一组工件接触组件以便在珩磨头体上径向移动，这在过去也是常见的做法。这些珩磨头结构包括配合地啮合小齿轮或径向销的齿条部或销形件，和接触被珩磨工件表面的工件接触部。在这种先有技术结构中，所有的工件接触组件以同样速度径向地向外移动。典型的这种结构是Sunnen的美国专利号3378962和4524549中介绍和公开的结构。已知的可在珩磨作业中调节的先有技术珩磨头结构，没有一种是利用在管形件中移动的扩张件或楔形组件而在其整个长度上均匀地加大珩磨头直径的。

利用一种扩张件或楔形组件来加大珩磨头直径的珩磨头结构一般用于单次通过珩磨头。用已知的单次通过装置，不可能在珩磨作业中改变珩磨直径，只能在珩磨作业之前预先设定珩磨直径以确定所希望的切削量。为此，已知的单次通过珩磨头，特别是采用含有金刚石颗粒、立方氮化硼和其他类似硬质材料颗粒之类高级磨料的珩磨头，在其大部分长度上制成锥度，以便控制从工件上切削掉的材料量，从而确定所希望的直径和工件表面光洁度。当采用已知的单次通过珩磨装置时，不可能在珩磨中调节珩磨直径，这大大限制了它的应用性并大大减少了可从工件表面切削掉的量。典型的这种已知的单次通过珩磨头结构是Althen的美国专利号4197680和4253279中介绍和公开的结构。

本发明的珩磨头结构不象已知的单次通过珩磨装置，是针对多行程珩磨场合专门设计的，并且每个都包括一个大体上是圆柱形、最好沿其长度没有锥度的珩磨表面。而且重要的是本珩磨头结构不象已知的可在加工中调节的珩磨头结构，在珩磨作业中提供了管形珩磨件与扩张件或楔形组件之间的相对轴向移动，以便沿其长度均匀地改变这种珩磨头的珩磨直径。这使用户可以得到与已知的先有技术结构特别是单次通过装置相比更均匀和更精密的被珩磨工件表面，并有更大的珩磨直径调节范围。珩磨头的这些特点代表珩磨技术中的一项重要进展，如下文所说明的那样。

本发明揭示一种可以装在珩磨机上旋转的珩磨头或心轴的若干种实施例的结构和操作，每一珩磨头结构包括一个加长的大体上是管形的件，它有一个在其整个长度上延伸的开口或槽，宜于插装容纳一个在其中定位以便轴向移动的加长的扩张件或楔形组件。管形珩磨件包括内表面和外表面，内表面大体上在其整个长度上制成锥形的，而外珩磨表面沿其整个长度最好是圆柱形或大体上圆柱形的，并且包括至少附连在它的一部分上的磨料颗粒。相反，扩张件或楔形组件包括一个外表面，它在其长度上以与管形件内锥表面相同的锥度制成类似的锥面。这意味着当扩张件在管形件内定位时，扩张件的外表面与管形珩磨件的内表面成面对面接触。这对本珩磨头结构是重要的，因为正是扩张件与管形珩磨件之间的这种特殊的结构安排，使管形件的直径随着扩张件在其内轴向移动而在其整个长度上均匀地扩张。在这方面，扩张件的一个端部连接与珩磨机配套的装置，此装置可以操作以产生扩张件与管形珩磨件之间的相对轴向移动，从而改变管形珩磨件的外表面直径。管形珩磨件还包括一个在其一侧沿其整个长度延伸的窄缝或槽，使管形珩磨件可以随着扩张件在其内的轴向进退而扩张或收缩。

在珩磨作业中，本珩磨头可绕一个旋转中心线旋转，而且每个包括一个靠近管形件一端部的用来把珩磨头或心轴安装于珩磨机上的可旋转件以便与它一起旋转的装置。由于管形件在珩磨作业中旋转而扩张件或楔形组件在其内轴向移动，重要的是防止管形件与扩张件或楔形组件之间的相对旋转运动。本文中也公开了采用各种键和槽结构以防止管形件与楔形组件之间的这种相对旋转运动的几种可供选择的装置。

本珩磨头结构优于先有技术结构的重要优点之一在于，本结构包括一个扩张件或楔形组件，它在管形珩磨件内移动，以便径向加大和扩张或收缩和减小珩磨头直径。这是在珩磨作业中随着从工件切削掉材料而进行的，以便珩磨头的磨料部分与工件在压力下保持接触，直到达到所希望的工件最终直径。另一个重要的优点在于，与工件接触的珩磨表面或珩磨头的表面沿珩磨头长度是圆柱形或大体上是圆柱形的。这使外珩磨表面或珩磨头的表面在珩磨作业中沿其长度均匀扩张，从而珩磨出更均匀更精密的工件表面。的确如此，因为本珩磨头的磨料部分及这种珩磨头的非磨料部分或柄部在其整个长度上都均匀扩张。这造成更均匀更精密地珩磨工件表面，因为珩磨头的整个磨料部分在珩磨时与工件表面保持工作接触。已知的采用楔形组件的先有技术珩磨头结构却不是这样，如象单次通过珩磨头，其中这种珩磨头的外表面最好在其一部分长度上是锥形的，因此仅有这种珩磨头的磨料部分的一部分与工件表面保持工作接触。此外，由于可以扩张珩磨直径，虽然在约0.050英寸以下的比较窄的范围内，但是在采用本珩磨头时可能用单个珩磨头达到比目前用单次通过珩磨头可得到的大得多的珩磨直径，因而一个心轴或珩磨头可用来在连续作业中切削掉多得多的材料，可以珩磨的表面直径范围也比过去用单次通过珩磨头上的高级磨料时的宽得多。

本珩磨头结构还特别适宜用于多行程珩磨场合，它能实现用单次通过珩磨头所能达到的同样高的珩磨精度，而同时提供比较宽的每个珩磨头的珩磨直径范围，而且切削量是用单次通过珩磨头不可能得到的。本珩磨头装置提供的所有特点和能力代表着珩磨技术的重要进展。

因此本发明的主要目的是提出一种用于较精密较均匀地精整和确定工件表面尺寸的可在加工中扩张和收缩的珩磨头的结构和操作。

另一个目的是提供一种管形珩磨头，它可在珩磨作业中在某范围内调节。

另一个目的是提供一种采用高级磨料的可胀式珩磨头，这种珩磨头在珩磨作业中有比已知的采用高级磨料的单次通过珩磨头大得多的珩磨直径调节范围。

另一个目的是提出一种珩磨头的结构和操作，其中该珩磨头在其整个长度上均匀地扩张和收缩以改变其珩磨直径。

另一个目的是提出一种可胀式管形珩磨头的结构和操作，它利用一个可在珩磨时在其内轴向移动的加长扩张件或楔形组件以便在其整个长度上均匀地扩张这种珩磨头的珩磨部分。

另一个目的是提供一种可胀式珩磨头，它采用高级磨料，并且它特别适宜用于作行程运动的珩磨心轴中。

另一个目的是提供一种珩磨头，其中管形珩磨件包括一个磨料外表面，其中工件接触部分全部位于一个大体上是圆柱形的珩磨面上，而且其中该珩磨件有一个轴向呈锥度的内表面，以便与加长扩张件或楔形组件的类似锥形外表面配合。

另一个目的是提出一种珩磨头的结构和操作，它比较容易装配和安装到现有的珩磨机上去。

另一个目的是提出用来防止管形珩磨件与定位于其内的扩张件或楔形件之间的相对旋转运动的几种可供选择的装置。

另一个目的是提出一种管形珩磨头的结构，它可由靠近其一端的可联结装置带动旋转，这种珩磨头在珩磨作业中可以由在其内轴向移动的装置来扩张和收缩。

另一个目的是在珩磨作业中均匀地改变管形珩磨头的珩磨直径。

另一个目的是提出用来把管形珩磨件安装在珩磨机上以便旋转的装置，其中珩磨件可以在它安装于机器的位置处扩张和收缩。

另一个目的是提出用来把轴向行程力传递到旋转的管形件珩磨头的新装置。

对照附图阅读下列详细说明之后，本发明的这些和其他目的及优点，对于熟悉本专业技术的人员将变得很明显。

图1是用于本发明的珩磨头的一个实施例的管形珩磨件的侧视图;

图2是配合地容纳在图1的管形珩磨件内的扩张件或楔形组件的侧视图;

图3A～3D是在图5A中线3-3处取的剖视图，表示用来防止珩磨件与扩张件之间的相对旋转运动的各种可供选择的装置;

图4A和4B分别是毂盘和板形件的主视图，它们装配起来用于图1的管形件珩磨件的一端部的连接，图4A表示可与毂盘件联接的弹性件;

图5A是当装配成工作状态时，通过图1、2、4A和4B的管形珩磨件、楔形组件、毂盘和板形件的中心取的轴向剖视图;

图5B是沿图5A的线5B-5B取的局部剖视图;

图6是说明管形件的一端部与图4A的毂盘件之间如何进行联结的分解轴侧视图;

图7和8分别是本发明的管形珩磨件和楔形组件的另一个实施例的侧视图;

图9是沿图7和8的管形珩磨件和楔形组件的中心取的剖视图;表示安装于其上的类似图4A和4B的改进了的毂盘和板形件;

图10是与图8的楔形组件的螺纹端部联接以便把它连接到珩磨机上的装置的连接件的侧视图;

图11是本发明的管形珩磨件的又一种实施例的侧视图;以及

图12是与图11的管形珩磨件的一端部联结的驱动组件的侧视图，用于把驱动组件可驱动地连接于珩磨机上。

参见附图，其中同样的数字标号表示同样的零件。图5A中标号10代表根据本发明的技术制造的珩磨头或心轴。珩磨头或心轴10包括一个如图1所示的加长的大体上是管形的珩磨件12，一个如图2所示的加长的扩张件或楔形组件16，以及分别示于图4A和4B的毂盘40和板形件66。管形件12有一个从一端延伸到另一端的通道或孔14，适于配合地容纳扩张件16。件12还包括一个最好大体上是圆柱形的外表面18和一个锥形内孔表面20，内表面20大体上在其整个长度上呈轴向圆锥形，如图1和5A所示。为清晰起见，内表面20的锥度在图1和图5A中稍有夸张，而在实际装置中，锥度是较小的。件12的外表面18，在其一部分上覆盖或涂以磨料22，如在合适的粘结剂中含有金刚石颗粒或立方氮化硼颗粒的材料或其他类似的坚硬物质。在珩磨技术中采用这样的磨料是公知。虽然图1中表示的磨料颗粒22被画成安排在间隔开的沟槽中，但是可以理解，根据所希望的具体场合和所选用的磨料类型，可以采用各种不同的磨料配置形式。管形珩磨件12还包括一个沿其一侧延伸的全长开口或沟槽24，以便当扩张件或楔形组件16穿过通道或孔14作轴向进退时，可使管形珩磨件扩张或收缩。件12最好制成沿其全长具有比较均匀的扩张和收缩强度。件12还可以包括一个任选的螺旋形、直线形或其他形状的表面沟槽装置（未画出），它绕件12的珩磨部分的外表面延伸，这样的沟槽装置提供了在珩磨作业中珩磨油或冷却剂沿件12循环的手段。

加长的扩张件或楔形组件16（图2）可滑动地容纳于锥形通道14内，并包括一个外表面26，它同样是大体上在其整个长度上以与件12的内表面20的锥面相同的锥度呈轴向圆锥形的。这意味着当扩张件16可滑动地定位于通道14内时，其外表面26与管形件12的内表面20是面对面接触的。表面20和26的这种面对面配合对本发明是重要的，因为正是这种安排使件12的外径随着扩张件16从中轴向移动时在其整个长度上均匀地扩张。这意味着件12的外表面18的全长，即制成一体的磨料部分22及非磨料部分或柄部23，沿其整个长度均匀地扩张和收缩。这造成更均匀、更精密地珩磨工件表面，因为件12的全长扩张相同的量，因此沿珩磨部分（即其上有磨料颗粒22的部分）的长度上珩磨压力大体上保持恒定。这对于保持珩磨头的珩磨精度是重要的，因为沿珩磨头的均匀扩张，保证了在珩磨中，沿其整个长度上，磨料颗粒22与工件表面保持工作接触。

在珩磨作业中，管形珩磨件12和定位于其内的扩张件16都绕旋转中心线旋转，这种旋转是由连接着它们（件12、件16）的珩磨机中的驱动装置带动的。被动的珩磨头10与珩磨机的连接可通过采用如下文所述的特殊结构的毂盘组件40（图5A、5B和6）来实现。这通常是通过把毂盘件40安装在适当的装置中来实现的，例如轴头或其它的与特定的珩磨装置相联的连接器。带动轴头和珩磨头或心轴10旋转的驱动装置在珩磨技术中是公知的，并且可能包括一个直线驱动机构，如象在Vanderwal，Jr.等的美国专利号4512115中公开的机构，或者这可以借助于皮带传动装置来实现，皮带传动装置的许多形式是公知的。扩张件16在珩磨头10中的轴向移动也可以由已知的装置来实现，例如用弹簧加载的推杆、齿轮齿条装置、凸轮装置等。珩磨机上的这类装置可以用各种方法，包括用可与螺纹孔30结合的装置和扩张件联接或和扩张件结合。

在珩磨作业中件12和件16作为一个整体一起旋转，而同时件16还在件12内轴向移动。为了实现这一点，必须防止件12与16之间的相对旋转运动。这是通过采用图3A～3D中公开的各种键装置中的任何一个来实现的。在图3A中表示的是一种加长的T形键28，它带有一个与管形珩磨件12中的开口或沟槽24配合的立部31和一个与开在件16中的键槽34配合的横部29。键槽34沿扩张件16的一侧在其长度的大部分上轴向延伸，如图2所示，并适宜于配合地容纳键28的横部29，如图3A中所示。键28的立部31制成与管形件12中的开口或槽24配合的尺寸。立部31的宽度最好控制在不与沟槽24的侧面紧密接触的程度。当扩张件16被定位于管形珩磨件12中，使键槽34处于与加长开口24对正的位置，而键28如图3A所示那样装入时。在件12和16之间几乎或不能发生相对旋转运动。然而，当键28如图3A所示那样装入时，件12和16之间可以相对轴向移动，以便使扩张件16移动，从而改变件12的珩磨直径。在进行珩磨直径的扩张时，开口24将稍微开大些，但这一般不成为一个缺点。如所示和所述的那样，这种键与开口结构可能在由键28携带的珩磨头上引起一些工作载荷，但是大部分旋转载荷将由配合的锥形表面20和26之间的摩擦来承受。因此加长开出24用来使件12的扩张和收缩，而同时它限制并最好防止件12与16之间的相对旋转运动。键28的长度和强度，可根据所产生的载荷大小的不同，按需要变化。

还可以想到，用其他的方法来防止管形件12与扩张件16之间的相对旋转运动。例如，如图3B所示，管形件12可以包括一个在圆周上远离轴向开口24的轴向延伸的沟槽或沟道36，键28可以与上面图3A所示装置相同的方式，与键槽34和沟道36配合地联结。此外，管形件12可以包括一个与它成一体的向下伸出的突缘部37，伸出的突缘37配合地容纳在对应形状的沟槽或沟道38中，沟槽或沟道38沿扩张件16的一侧轴向延伸，如图3C所示。再者，扩张件或楔16可以包括一个沿其一侧轴向延伸并与它成一体的突出件39，突出件39可与件12上的长开口24配合地联结，如图3D所示。图3A～3D所示的所有结构都可用来防止管形件12与扩张件16之间的相对旋转运动，而同时允许这些件之间的相对轴向移动，以便调节珩磨直径，如前所述。

参见图3B可以发现，如果把键28布置成稍微错后于珩磨头的旋转前沿，则这样的定位有助于缓冲当新的尖锐的磨料表面在开始加工时可能会出现的震颤和振动。图3C所示的用来防止件12与16之间的相对旋转运动的键装置也用来提高管形件12的轴向变形刚度，以补偿与它相关的开口24对刚度的影响。这种附加刚度已被证明有助于防止当新的和尖锐的磨料表面在开始加工时在刚度较差的珩磨头中出现的简谐振动或震颤。

所示的毂盘组件40（图4A、5A、5B和6）大体上是圆柱形的并包括一个如图6最清楚地所示的凹下部42，它有一个延伸穿过它的中心孔44，其尺寸（直径）能配合地容纳管形件12的端部46。凹下的毂盘部42包括一对加长的平行槽48，它们定位和布置在靠近孔44的对置部分，如图4A和6所示。每个槽48包括一对分别定位和布置在靠近它的每个对置端的销件49和50，如图4A所示。每个槽48中装有一个弹性件52，并在装置装配时，与布置在管形件12的靠近端部46的对置侧的沟槽54配合，下文将更充分地解释。弹性件52与沟槽54的侧面或凸缘部56和58之间的配合，使得当扩张件16轴向移动以便使件12扩张或收缩时，毂盘组件40能向管形件12传递轴向驱动力或阻力。毂盘组件40与件12之间的连接，也使件12随着扩张件16穿过它轴向移动而沿其全长均匀地扩张和收缩。如果件12固定地连接于组件40，则不能如此了，而且扩张件不可能为使管形件均匀地扩张和收缩而作轴向移动。这将在珩磨作业中造成误差，因为它将在珩磨头的外工件接触部引起某些不圆柱度。

与件12的端部46有关的沟槽54在图1中被表示为按直径对置关系定位。所示的每个沟槽54包括一对隔开的向外延伸的凸缘56和58，适宜于当件52位于各自的槽48中时，配合地容纳和联接弹性件52的各自的侧沿60和62（图6）。弹性件52最好由弹簧钢制成，而且当安装在各自的槽48的边沿上时被布置成在各自的销件49和50与槽内侧壁64之间延伸，如图4A中所示。在此位置，件52的中间部分也穿过沟槽54延伸，并且当这样定位和如将要介绍的那样适当装配时，件52将靠在沟槽54的对置壁56和58的一个或另一个上，以便沿相反方向抵抗对组件10的行程力。

一旦弹性件52被定位成在它们各自的沟槽54中延伸，一个板形件或封盖件66被置于凹下的毂盘区42中，如图5A和5B所示，并由螺纹件72固定在其内。封盖件66使弹性件52保持就位，件66还包括一个与穿过毂盘件40的孔44同心的中心孔67。此外，件66有一组与分布在毂盘件40中的一组螺纹孔70对正的孔68。图5A和5B所示的螺纹紧固件72用来把板66连接于毂盘40上。画出螺纹装置仅为说明的目的，可以用技术上公知的其他装置代替它。在把毂盘40装配到管形珩磨件12的端部46上之前，先装上穿过沟槽54延伸的弹性件52，而且使它们处于各自的槽48中。当这样装配和固定时，在管形件12与轴毂盘40之间将形成一个空间，包括毂盘40内的弹性件52周围的某些空间，此空间将用橡胶之类的材料76填充，此材料是相对地有弹性的，将允许件12与40之间有某些相对运动，以便使件12的直径能在毂盘内扩张和收缩。因而，当用心轴行程装置向毂盘件40传递行程力时，弹性件52将靠紧各自的沟槽54的侧面，从而抵抗对管形珩磨件12的行程力。

如上所述，弹性件52在毂盘槽48内的安排，允许件12的端部46随着扩张件或楔形组件16在其内的轴向移动而径向扩张或收缩到一定程度。这是因为各槽48的宽度提供了足够的空间使弹性件52得以绕各自的销件49和50向槽外侧壁69弯曲或变形，从而当扩张件在件12内移动时，使件12的端部46随着件12的其余部分扩张和收缩。在沟槽54的底部与弹性件52之间也可以提供一定间隙或空间，以便减小或不需要使件52变形。刚刚说到的特点是特别重要的，因为它意味着珩磨头可以沿其长度均匀地扩张。而且还意味着珩磨头可以在珩磨中调节，虽然调节范围比较窄，大约在0.050英寸以下。然而，即使这样窄的范围也是极端重要的，因为它意味着用高级磨料可以完成比用已知的装置（比如已知的单次通过珩磨头）可能达到的多得多的珩磨量。通过在弹性件52、沟槽54和毂盘槽48之间提供足够的扩张空间，还可以大大克服或消除使管形件12弯曲或扭曲的任何趋势。因而使珩磨头沿整个长度均匀地扩张和收缩，从而在能达到的珩磨精度中起重要的作用。

由于分别穿过毂盘件40和板形件66的中心孔44和67稍大于管形端部46的外径，因此为了使件12如上所述均匀地径向扩张和收缩，它们之间所形成的环形空间及毂盘中的其他空腔和空间，用橡胶材料76或不丧失其挠性的类似弹性材料来填充。这为管形件12提供某些稳定性和刚性，并有助于保持各件在一起，而同时允许端部46随扩张件16的轴向移动而扩张和收缩。

图7～9公开了根据本发明的技术制造的珩磨头的另一个实施例78。珩磨头78（图9）包括一个管形珩磨件80（图7）和一个扩张件或楔形件82（图8）。管形件80的结构与件12（图1）类似，与它不同之处仅在于此件的珩磨部上的磨料部分84的结构。从图7可以看出，磨料部分84在小于一半件长上延伸并包含一组加长的向外突起的凸台86，该凸台绕部分84周向隔开并覆盖有或涂以磨料颗粒87。在其他方面，管形件80与管形件12相同，包括有一个减小了直径的部分88。件80还有一个轴向呈锥形的内表面90。件80的端部92包括由一个环形槽形成的隔开的凸缘94和95，用来与可能和毂盘40类似的毂盘或安装结构配合。

图8所示的扩张件82与图2所示的扩张件16类似，与它不同之处仅在于件82包括一个外螺纹端部96，用来连接珩磨机中使件82轴向移动的装置，在珩磨机上安装了使扩张件82与管形件80之间产生相对轴向移动的装置。和扩张件16一样，件82可滑动地容纳在件80中的锥形通道（孔）90内，并包括一个轴向锥形外表面98，大体上它在整个长度上有相同的锥度，以便与件80的锥形内表面配合成面对面接触。如图9所示，管形珩磨件80，可以前面讨论有关件12的相同的方式，和象毂盘组件40那样的毂盘组件联接。而且，可以利用图3A～3D所示的任何一种键和槽结构来防止件80与82之间的相对旋转运动。

图10画出一个连接件100。它可以连接到扩张件82的螺纹端部96，以便把楔82连接到珩磨机中的进给装置。所示的连接件100包括一个与一端部配套的螺纹孔102，以便配合地联接螺纹端部96，而对置端上的外螺纹装置104用来与连接在珩磨机上的装置相联接。

图11和12表示管形珩磨头的又一个实施例，它是两件式结构，包括一个管形的工件接触磨料珩磨部106（图11）和一个驱动组件116（图12）。部分106有一个从一端延伸穿过它到另一端的全长孔或通孔108，并包括一个由间隔的突起111形成的外表面110，每个突起有一个覆盖有或涂以高级磨料之类的磨料的外露的工件接触外表面，所有的工件接触表面安排成处于一个圆柱形的包络面中，以致于该件的珩磨直径或工作直径从一端到另一端是均匀的。件106还有一个轴向呈锥形的内表面112。包含突起111的外表面110覆盖有或涂以如上所述的磨料。

驱动组件116包括一个管形轴部分117和与一端配套的连接装置118，用来把它安装在珩磨机上以便旋转;件116的对置端部包括一对向端部延伸的T形凸块120，它们成对置关系，其尺寸和形状能配合地联接制作在件106的端部124中的对应的一对对置T形槽122。T形槽122仅是为说明的目的而画出的，因为可以采用其他形状。凸块120可以横向运动进入对应的槽122中，在这种情况下件106和117在轴向是对正的。

管形轴部分117可有一个轴向呈锥形的从一端延伸穿过它到另一端的孔126，该孔在件106和116装配时与珩磨件106中的通孔112连通。这样联接时，结构和操作方面与件16和82相似的一个扩张件被定位成延伸穿过对正的孔126和108，以保持各件联在一起，并且当轴向移动时它使件106扩张或收缩，以改变其珩磨直径。件117可以轴向切口，以便使它也能改变直径，在这种情况下，件117将必须安装在如图5A和5B所示的毂盘部分内，或者孔126可以制成图12所示的大尺寸，以便不发生扩张和收缩。在这样的结构中，和上面所讨论的那样，管形珩磨件106的整个长度在其长度上均匀地扩张和收缩，这是一大优点，而且它意味着在珩磨作业中可以改变珩磨直径，如上面指出的那样，用单次通过管形珩磨头时，这是不可能做到的。这还意味着珩磨头的所有工件接触部分可位于如上所述的公共的圆柱形包络面上。然而，在在图11和12所示的实施例中，仅有件106需要随着扩张件的轴向移动改变直径。而且，扩张件可以与件106和116中的一个或两个用键连接，图3A～3C所示的任何一种键装置以及其他装置可以用来防止扩张件与珩磨件106之间的相对旋转运动。

本珩磨头或心轴结构特别适宜用于计算机控制的珩磨机上，例如Davis等在提出的美国专利申请NO.中公开的计算机控制的珩磨机，其中初始的和最终的或精整的孔尺寸是重要的。

这样，介绍和描述了一种新的珩磨头或心轴结构的若干个实施例，该结构满足为其设想的所有目的和优点。然而对于熟悉本专业技术的人员来说，在考虑了本说明书和附图之后，本装置的许多变化、改进和变动以及其他的用途和应用场合将变得很明显。所有这些变化、改进和变动以及其他的用途和应用场合都不脱离本发明的精神和范围，被认为都包括在由下列权利要求所限定的本发明中。

Claims (22)

1、一种可绕一个旋转中心线旋转的珩磨头，包括：一个有内表面和外表面的加长了的大体上是管形的件，上述内表面大体上在其长度上呈锥形，上述外表面包括其上附有磨料颗粒的部分；一个靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件以便与它一起旋转的装置；通过上述管形件的一侧在其长度上延伸，以便使上述管形件得以扩张和收缩的装置；一个被定位成延伸穿过上述管形件的加长的扩张件，该扩张件有一个大体上在其长度上呈锥形的外表面，上述扩张件的外表面的锥度与上述管形件内表面锥度相同，以便上述管形件的内表面与上述扩张件的外表面成面对面接触；防止上述管形件与上述扩张件之间的相对旋转运动的装置；以及珩磨头上的其他装置，该装置用来连接到在其旋转时在上述管形件与上述扩张件之间产生相对轴向移动以便改变上述管形件直径的装置上。

2、如权利要求1所述的珩磨头，其中通过上述管形件的一侧在它的长度上延伸以允许扩张和收缩的上述装置包括一个开口。

3、如权利要求1所述的珩磨头，其中防止上述管形件与上述扩张件之间的相对旋转运动的上述装置包括上述管形件中的一个轴向开口，上述扩张件中的一个轴向键槽，以及当上述开口及键槽对正时可与上述轴向开口及上述键槽配合地联结的一个键件。

4、如权利要求1所述的珩磨头，其中防止上述管形件与上述扩张件之间的相对旋转运动的上述装置包括一个在上述管形件上向内伸出的突缘，以及沿上述扩张件的一侧轴向延伸的对应形状的沟槽，当上述扩张件滑动地定位于上述管形件内时，上述突缘可与上述沟槽配合地联结。

5、如权利要求1所述的珩磨头，其中防止上述管形件与上述扩张件之间的相对旋转运动的上述装置包括一个在上述管形件中轴向延伸的开口，以及沿上述扩张件的一侧向外伸出的突缘，当上述扩张件滑动地定位于上述管形件内时，上述突缘可与上述开口配合地联结。

6、如权利要求1所述的珩磨头，其中靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件的上述装置包括分别在其对置侧上的一对隔开的对置横向沟槽。

7、如权利要求6所述的珩磨头，其中靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件的上述装置包括可分别与上述管形件中的横向沟槽配合地联结的一对横向延伸的弹性件。

8、如权利要求7所述的珩磨头，其中靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件的上述装置包括一个用来支承弹性件的毂盘组件。

9、如权利要求8所述的珩磨头，其中上述毂盘组件用弹性材料来填充。

10、如权利要求1所述的珩磨头，其中靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件的上述装置包括允许上述管形件的上述一端径向扩张和收缩的装置。

11、如权利要求1所述的珩磨头，其中靠近上述管形件一端的用来连接一可旋转件的上述装置包括用来向上述管形件传递轴向力的装置。

12、如权利要求10所述的珩磨头，其中当连接到上述旋转件时允许上述管形件的一端扩张和收缩的上述装置包括一对弹性件，一对位于上述管形件上的用于配合地联结上述弹性件的间隔并对置的沟槽，以及一个毂盘组件，所述毂盘组件包括用来在上述弹性件与上述管形件中的沟槽联结时支承弹性件的装置，上述沟槽被制成能限制上述弹性件在沟槽中的径向运动。

13、如权利要求1所述的珩磨头，其中至少上述管形件的外表面的一部分覆盖以磨料颗粒，形成工件接触部，所有上述工件接触部都位于一个大体上是圆柱形的珩磨包络面上。

14、在一种有可绕一个旋转中心线旋转的珩磨头和用来安装珩磨头以便在珩磨机上旋转的装置和以及用来在珩磨作业中改变珩磨头的珩磨直径的装置的珩磨机中，改进的部分包括一个珩磨头，它包括一个加长的管形件，该管形件有一个在其一部分长度上附有磨料颗粒的外表面和一个大体上从一端到另一端轴向呈锥形的内表面;一个穿过上述管形件从一端到另一端延伸以便使上述管形件扩张和收缩的加长开口;靠近上述管形件一端的用来把上述管形件安装到珩磨机上以便旋转的装置，上述安装装置包括使上述管形件沿其长度改变其直径的装置;一个定位于上述管形件内并有一个用来构成与上述管形件的锥形内表面成面对面接触的轴向呈锥形的外表面的扩张件;管形件上和扩张件上用来防止它们之间的相对旋转运动的配合地联结的装置;以及在上述扩张件上用来连接到珩磨机上的用以改变它在管形件中的轴向位置以便沿其长度改变上述管形件直径的装置。

15、如权利要求14所述的改进，其中，靠近上述管形件一端的上述装置包括至少形成一个在其内横向延伸的沟槽的装置和安装在珩磨机上的可与上述沟槽联结的装置，以便保持安装装置与珩磨头联结而互相一致地轴向移动。

16、如权利要求14所述的改进，其中，使上述管形件沿其长度改变其直径的上述装置包括一个安装组件，该安装组件有一对在其中隔开的弹性件和在上述管形件上的用来配合地联结上述弹性件的横向沟槽装置，以便在安装组件和管形件之间进行轴向力的传递，上述安装组件允许弹性件和上述沟槽装置之间有某些相对径向运动，以适应管形件在该处的径向变化。

17、一种安装在珩磨机上以便旋转的珩磨头，包括一个有内表面和外表面的加长的管形件，上述内表面大体上在其长度上轴向呈锥形，上述外表面有一个由绕其圆周分布的工件接触磨料部分形成的轴向长度部分，上述接触部分全部位于一个大体上是圆柱形的珩磨包络面上，一个通过上述管形件在其长度上延伸以便允许扩张和收缩的开口;一个定位成延伸穿过上述管形件并具有轴向锥形外表面使上述管形件的内表面与该扩张件的外表面成面对面接触的加长的扩张件;靠近上述管形件一端的用来把上述管形件安装在珩磨机上以便旋转的装置;在管形件和扩张件上配合地联结，以防止它们之间的相对旋转运动的装置;以及在上述扩张件上的用来与珩磨机上的装置联结以便在其旋转中在上述管形件和上述扩张件之间造成相对轴向移动从而改变上述管形件外表面直径的装置。

18、一种可绕一个旋转中心线旋转的珩磨头，包括：加长的第一和第二大体上是管形的件，每个都有内表面和外表面和从一端到另一端延伸穿过它的通道，上述（两）管形件具有相邻的端头，在其上有可配合地联结的连锁装置，它使上述（两）管形件可以对正地固定在一起，至少一个上述管形件的内表面大体上在其长度上是锥形的，上述一个管形件的至少一部分外表面上有磨料颗粒并有沿其一侧使上述管形件能扩张和收缩的装置，上述（两）管形件的另一个在靠近其一端处有用来把它安装在珩磨机上以便旋转的装置;一个定位成延伸穿过上述第一和第二管形件内的对正的通道的加长扩张件，该件有与上述一个管形件的锥形内表面成面对面联结的轴向锥形外表面;在上述第一和第二管形件的至少一个上和上述扩张件上的用来防止它们之间的相对旋转运动的其他配合地联结的装置;以及在珩磨机上的可与扩张件联结，以便在其旋转中在上述管形件和上述扩张件之间产生相对轴向移动，从而改变至少上述一个管形件的直径的装置。

19、如权利要求18所述的珩磨头，其中，上述沿上述一个管形件的一侧的装置包含一个开口，该开口在其长度上延伸。

20、如权利要求18所述的珩磨头，其中用来配合地联结上述第一和第二管形件的上述装置包括连锁凸缘和沟槽，上述凸缘位于一个管形件上而用来容纳上述凸缘的沟槽位于另一管形件上。

21、如权利要求18所述的珩磨头，其中用来配合地联结上述第一和第二管形件的上述装置包括允许至少一个上述管形件沿其长度均匀地扩张和收缩的装置。

22、如权利要求20所述的珩磨头，其中上述扩张件使上述第一和第二管形件上的可配合联结装置与管形件保持对正。

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