CN111604728B - 对轴向槽应用螺旋扭曲的无心磨削 - Google Patents

Abstract

一种圆柱形工件，该工件具有允许无心磨削的螺旋轴向槽，该螺旋轴向槽具有围绕工件的本体上的外圆周的角向重叠。该角向重叠确保当工件旋转时与砂轮连续切向接触。

Description

对轴向槽应用螺旋扭曲的无心磨削

技术领域

本发明涉及无心磨削领域。更具体地，本发明涉及对圆柱形工件的轴向槽或槽缝应用螺旋扭曲以防止零件产生平点的无心磨削。

背景技术

无心磨削是一种使用切割砂轮从圆柱形工件的外径去除材料的机械加工工艺。在外径上具有沿整个轴线延伸的槽缝的工件不能进行无心磨削，因为在磨削过程中，工件将在槽缝或平面处停止。

图5a示出了无心磨削的布置的示意图。对于无心磨削工艺，工件2位于平台3上并固定在两个旋转砂轮5、6之间，旋转砂轮5、6在相同的方向上旋转，但是以不同的速度旋转。第一砂轮5可以位于固定的轴线上并且可以旋转，使得施加到工件2上的力向下指向平台3。第二砂轮或调节轮6是可移动的，并且控制工件2的旋转速度和进给速率或线性行程。调节轮6向工件2施加横向压力。

第一砂轮5和第二砂轮6相对于彼此的速度决定了从工件2去除材料的速度。第一砂轮5的切向速度大于第二砂轮6。

为了进行工件2的无心磨削，工件2需要始终沿着待磨削工件2的外径并且沿着工件2的轴线A-A与两个砂轮5、6接触。对于在外径2a上需要或具有沿着工件2的轴线A-A延伸的轴向槽缝7的工件来说，这是具有挑战性的，因为两个砂轮5、6之间的连续接触被中断了，例如，如图1和图5b所示。具有轴向槽缝的工件的示例可以是可变凸轮正时相位器的套筒或控制阀。需要轴向槽缝作为流体行进的流动路径。如图4所示，先前的解决方案需要间隔开的轴向转向部9、10以及角向曲面或转向部11以实现工件20，工件20在外径20a上包含轴向槽缝10并且可以进行无中心磨削工艺。

发明内容

在一个实施例中，工件包括螺旋特征，该螺旋特征使得能够对外径上具有槽缝的工件进行无心磨削。螺旋特征可以包括螺旋扭曲，该螺旋扭曲可以应用于外径上或工件上的凹槽，以确保砂轮始终与工件的外径保持接触。

在另一实施例中，公开了一种用于制造用于可变凸轮正时相位器的控制套筒或控制阀的方法。该方法包括以下步骤：将工件放置在平台上，该工件包括：本体，本体具有外圆周，外圆周具有被一长度间隔开的第一端和第二端；以及连续的螺旋槽，螺旋槽从第一端延伸到第二端并且从外圆周延伸一深度，螺旋槽在距离外圆周该深度处具有表面，该表面与第一侧面和第二侧面连接；其中，螺旋槽具有围绕本体的外圆周的角向重叠，该角向重叠是在从第一端处的第一侧面的第一边缘到第二端绘制的虚线与第二端处的第一侧面的第二边缘之间测量的，将工件固定在以相同的速度在不同的方向上旋转的两个旋转砂轮之间；磨削工件使得角向重叠确保当工件旋转时与两个旋转砂轮连续切向接触。

在又一实施例中，公开了一种用于制造用于可变凸轮正时相位器的控制套筒或控制阀的方法。该方法包括以下步骤：将工件放置在平台上，该工件包括：本体，本体具有外圆周，外圆周具有被一长度间隔开的第一端和第二端；以及连续的螺旋槽缝，螺旋槽缝包括：第一轴向槽缝，第一轴向槽缝位于第一端处并朝向第二端延伸一长度并且距常规

外圆周具有一深度，第一轴向槽缝在距离外圆周该深度处具有平坦表面，该平坦表面与第一侧面和第二侧面连接；螺旋转向部，螺旋转向部在该深度处具有表面并且具有第一螺旋转向部侧面和第二螺旋转向部侧面，第一螺旋转向部侧面和第二螺旋转向部侧面与第一轴向槽缝的第一侧面和第二侧面连接，螺旋转向部朝向第二端延伸一长度；以及第二轴向槽缝，第二轴向槽缝在该深度处具有平坦表面，该平坦表面与第一侧面和第二侧面连接，第一侧面和第二侧面与第一螺旋转向部侧面和第二螺旋转向部侧面连接；将工件固定在以相同的速度在不同的方向上旋转的两个旋转砂轮之间；磨削工件使得角向重叠确保当工件旋转时与两个旋转砂轮连续切向接触。

附图说明

图1示出了沿着轴线包含轴向槽缝的常规工件的示意图。

图2示出了用于无心磨削的第一实施例的工件的示意图，该工件在其外圆周上具有连续的螺旋槽缝。

图3示出了用于无心磨削的第二实施例的工件的示意图，该工件在其外圆周上具有螺旋槽缝，该螺旋槽缝具有平坦表面。

图4示出了另一常规工件的示意图，该工件在其外圆周上具有转向部。

图5a示出了包含轴向槽缝的常规工件的无心磨削的布置的示意图。

图5b示出了包含轴向槽缝的常规工件的特写视图。

图6a示出了包含螺旋轴向槽缝的工件的无心磨削的布置的示意图。

图6b示出了包含螺旋轴向槽缝的工件的特写视图。

具体实施方式

图2示出了第一实施例的工件102的示意图，工件102在其外圆周102a上具有连续的轴向螺旋槽或槽缝107。轴向螺旋槽缝107从工件102的第一端102b延伸一长度至第二端102c。轴向螺旋槽缝107具有表面107c和两个轴向槽缝侧面109a、109b，轴向槽缝侧面109a、109b从外圆周102a延伸一深度D至表面107c。轴向槽缝侧面109a、109b中的每一个均具有第一螺旋槽缝边缘107a和第二螺旋槽缝边缘107b。

通过相对于外圆周102a增加螺旋槽缝107，使得存在螺旋重叠以确保工件102的外圆周102a与砂轮5、6之间始终保持接触。螺旋重叠在图2中示出为距离D1，并且表示第一轴向槽缝侧面109a的第一端102b处的螺旋槽缝边缘或第一螺旋槽缝边缘107a的起点相比于相对的第二端102c处的第二轴向槽缝侧面109b的槽缝边缘或第二螺旋槽缝边缘107b的终点的角向重叠。

为了测量D1，虚线IL从第一端102b处的第一螺旋槽缝边缘107a延伸到第二端102c，虚线IL与第二端102c处的第二螺旋槽缝边缘107b之间的距离为D1并且代表螺旋重叠。第一螺旋槽缝边缘107a和第二螺旋槽缝边缘107b重叠，以允许砂轮围绕工件102的外圆周连续接触。

工件102的外圆周102a上的螺旋重叠D1的尺寸设定为使得工件102可以自由旋转并且保持与砂轮5、6和平台3连续切向接触，如同砂轮5、6认为圆柱形工件102的外圆周102a没有中断或者完全完整，如图6a-6b所示。图6b示出了当工件102被磨削到一定尺寸时工件102的外径102a与砂轮5、6和平台3连续切向接触。

可以使用上述工件102制造控制套筒或控制阀。将工件102放置在平台3上。将工件102固定在以相同的速度在不同的方向上旋转的两个旋转砂轮5、6之间；磨削工件102使得角向重叠确保当工件102旋转时与两个旋转砂轮连续切向接触。

应当注意，在现有技术的图5a-5b中，工件2的外圆周2a被直轴向槽缝7中断，使得当外部直轴向槽缝7与砂轮5、6或平台3之间发生接触时，外部直轴向槽缝7使工件2停止，而且无法设定工件2的尺寸。

本发明实施例的螺旋槽缝107的一个优点是，实际的切割路径比间隔开的轴向槽缝9、10和角向转向部11短，如图4的常规工件20所示。这使得切割槽缝的机器能够具有更长的工具寿命和更快的加工时间。另一个优点是，与具有多个轴向槽缝9、10和角向转向部11的常规工件20相比，通过螺旋槽缝107的实际流体流动距离更短，从而使得工件102上的压降更小。在又一个优点中，螺旋槽缝107可以用作配合的组件中的定向特征，从而使得安装更加容易。

图3示出了用于无心磨削的第二实施例的工件202的示意图。工件202具有第一端202b、第二端202c以及外圆周202a。外圆周202a具有第一轴向平坦槽缝207，第一轴向平坦槽缝207通过螺旋转向部208与第二轴向平坦槽缝210连接，第二轴向平坦槽缝210终止于孔211。虽然第二轴向扁平坦槽缝210被示出为终止于孔211，但是第二轴向槽缝210或连接槽缝可以沿着工件202的外圆周202a延伸到端部202c。第一轴向平坦槽缝207具有平坦表面212和两个轴向槽缝侧面213、214，轴向槽缝侧面213、214从外圆周202a延伸一深度d4。螺旋转向部208具有表面219和两个螺旋转向部侧面215、216，螺旋转向部侧面215、216从外圆周202a延伸一深度d5至表面219。第二轴向平坦槽缝210具有表面220和两个轴向槽缝侧面217、218，轴向槽缝侧面217、218从外圆周202a延伸一深度d6至平坦表面220。虽然在图3中示出的表面220是平坦的，但是表面220也可以是弯曲的。轴向槽缝侧面213、214与螺旋转向部侧面215、216连接，螺旋转向部侧面215、216与轴向槽缝侧面217、218连接。侧面213、214、215、216、217、218的深度d4、d5、d6可以相同或不同。

第一轴向平坦槽缝207和第二轴向槽缝210之间的螺旋转向部208具有长度L。螺旋重叠D2表示第一轴向平坦槽缝207到第二轴向平坦槽缝210的角向重叠。为了测量D2，虚线IL从第一端202b处的轴向平坦槽缝侧面214的边缘207a延伸到第二端202c，虚线IL与第二轴向平坦槽210的轴向平坦槽缝侧面218的边缘210a之间的距离是螺旋重叠。

由于具有螺旋转向部208的螺旋重叠D2，砂轮5、6和平台3连续地保持与工件202的外圆周202a接触。

可以使用上述工件202制造控制套筒或控制阀。将工件202放置在平台3上。将工件202固定在以相同的速度在不同的方向上旋转的两个旋转砂轮5、6之间；磨削工件202使得角向重叠确保当工件202旋转时与两个旋转砂轮连续切向接触。

在本发明的实施例中，工件102和202是用于控制阀的套筒或与可变凸轮正时相位器相关联的控制阀。在可选实施例中，工件102和202是与可变凸轮正时相位器一起使用的锁销或定位阀。在其它实施例中，工件102和202是在发动机内使用的锁销或定位阀。

因此，应当理解，本文描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。本文中对所说明的实施例的细节的参考并不旨在限制权利要求书的范围，权利要求书本身陈述了被认为是本发明所必需的那些特征。

Claims (13)

1.一种用于使用砂轮进行无心磨削的工件，包括：

本体，所述本体具有外圆周，所述外圆周具有被一长度间隔开的第一端和第二端；

连续的螺旋槽，所述螺旋槽从第一端延伸到所述第二端并且从所述外圆周延伸一深度，所述螺旋槽在距离所述外圆周所述深度处具有表面，所述表面与第一侧面和第二侧面连接；

其中，所述螺旋槽具有围绕所述本体的外圆周的角向重叠，所述角向重叠是在从所述第一端处的所述第一侧面的第一边缘到所述第二端绘制的虚线与所述第二端处的所述第一侧面的第二边缘之间测量的，使得在无心磨削过程中，所述角向重叠确保当所述工件旋转时与所述砂轮连续切向接触。

2.如权利要求1所述的工件，其中，所述工件为控制阀的套筒。

3.如权利要求1所述的工件，其中，所述工件为可变凸轮轴正时相位器的控制阀。

4.一种用于使用砂轮进行无心磨削的工件，包括：

本体，所述本体具有外圆周，所述外圆周具有被一长度间隔开的第一端和第二端；

连续的螺旋槽缝，所述螺旋槽缝包括：

第一轴向槽缝，所述第一轴向槽缝位于第一端处并朝向所述第二端延伸一长度并且距离所述外圆周具有一深度，所述第一轴向槽缝在距离所述外圆周所述深度处具有平坦表面，所述平坦表面与第一侧面和第二侧面连接；

螺旋转向部，所述螺旋转向部在所述深度处具有表面并且具有第一螺旋转向部侧面和第二螺旋转向部侧面，所述第一螺旋转向部侧面和所述第二螺旋转向部侧面与所述第一轴向槽缝的所述第一侧面和所述第二侧面连接，所述螺旋转向部朝向所述第二端延伸一长度；以及

第二轴向槽缝，所述第二轴向槽缝在所述深度处具有表面，所述表面与第一侧面和第二侧面连接，所述第一侧面和所述第二侧面与所述第一螺旋转向部侧面和所述第二螺旋转向部侧面连接；

其中，所述连续的螺旋槽缝具有围绕所述本体的外圆周的角向重叠，所述角向重叠是在从所述第一端处的所述第一轴向槽缝的所述第一侧面的第一边缘绘制的虚线与所述第二轴向槽缝的所述第二侧面的边缘之间测量的，使得在无心磨削过程中，所述角向重叠确保当所述工件旋转时与所述砂轮连续切向接触。

5.如权利要求4所述的工件，其中，所述工件为控制阀的套筒。

6.如权利要求4所述的工件，其中，所述工件为可变凸轮轴正时相位器的控制阀。

7.如权利要求4所述的工件，其中，所述工件为锁销。

8.如权利要求4所述的工件，其中，所述工件为定位阀。

9.一种用于制造用于可变凸轮正时相位器的控制套筒的方法，包括以下步骤：

将工件放置在平台上，所述工件包括：本体，所述本体具有外圆周，所述外圆周具有被一长度间隔开的第一端和第二端；以及连续的螺旋槽，所述螺旋槽从第一端延伸到所述第二端并且从所述外圆周延伸一深度，所述螺旋槽在距离所述外圆周所述深度处具有表面，所述表面与第一侧面和第二侧面连接；其中，所述螺旋槽具有围绕所述本体的外圆周的角向重叠，所述角向重叠是在从所述第一端处的所述第一侧面的第一边缘到所述第二端绘制的虚线与所述第二端处的所述第一侧面的第二边缘之间测量的，

将所述工件固定在以相同的速度在不同的方向上旋转的两个旋转砂轮之间；

磨削所述工件使得所述角向重叠确保当所述工件旋转时与所述两个旋转砂轮连续切向接触。

10.如权利要求1所述的工件，其中，所述工件是锁销。

11.如权利要求1所述的工件，其中，所述工件是定位阀。

12.如权利要求1所述的工件，其中，所述第二轴向槽缝的表面是平坦的。

13.如权利要求1所述的工件，其中，所述第二轴向槽缝的表面是弯曲的。