[发明专利]珩磨方法和珩磨工具

说明书

背景技术

本发明涉及一种用于借助于根据权利要求1的前序部分所述的至少一次珩磨操作对工件中的钻孔的内表面进行加工的珩磨方法以及根据权利要求6的前序部分的可用于执行该珩磨方法的珩磨工具。优选使用领域是用于往复活塞式发动机的汽缸体或汽缸衬套的生产期间的汽缸面的珩磨。

内燃发动机或其它往复活塞式发动机的汽缸体（汽缸曲轴箱）或汽缸衬套中的汽缸面在操作期间经受严重的摩擦应力。在汽缸体或汽缸衬套的生产期间，因此必须以这样的方式对所述汽缸面进行加工，即随后在所有操作条件下确保借助于润滑膜的充分润滑，并且相对于彼此运动的零件之间的摩擦阻力保持尽可能低。

此类摩擦可承载内表面的质量确定精加工一般地用适当的珩磨方法进行，其通常包括多个连续的珩磨操作。珩磨是使用几何未限定切削边缘的切削过程。在珩磨操作期间，可扩展珩磨工具在要加工的钻孔内上下或来回运动以便以往复的频率在钻孔的轴向方向上产生往复运动，并且在同时旋转以便产生旋转运动，其被与往复运动组合，具有一定旋转频率。被附接到珩磨工具的切削材料主体通过进给系统按压要加工的内表面，该进给系统具有相对于工具轴线径向地作用的进给力。在珩磨期间，在内表面上产生横向磨削图案，其珩磨加工典型的，并且具有交叉精加工标记，其也称为“珩磨凹槽”。

随着对发动机的经济性和环境友好性的要求增加，活塞/活塞环、汽缸面的摩擦系统的优化特别重要，以便实现低水平的摩擦、低水平的磨损和低油耗。活塞组的摩擦部分可以达到35%，并且因此期望此区域中的摩擦的减少。

追求用于减少发动机的机械损耗的不同方法。这些特别地包括使用热喷镀汽缸面、使用有涂层活塞环、产生特别优化珩磨表面等。

获得用于减少摩擦和磨损的增加重要性的技术是避免或减少组装期间和/或操作期间的发动机组（汽缸曲轴箱）的汽缸扭曲或变形。在常规珩磨加工之后，钻孔通常意图具有尽可能少地偏离理想圆形汽缸形状（例如最大几微米）的钻孔形状。然而，在发动机的组装或操作期间，可能发生总计达到几百毫米的显著的形状误差，并且可降低发动机的性能。扭曲或变形的原因不同。其可涉及到静态或实际上静态热和/或机械载荷或动态载荷。汽缸体的构造和设计也对变形趋势有影响。活塞环组合件的密封功能通常由于此类变形而恶化，其可能难以控制，作为其结果，渗漏、油耗以及摩擦可增加。

为了减少由于组装期间或在某些操作状态下的扭曲而引起的问题，例如在DE 28 10 322 C2中已经提出使用张紧设备来使用于珩磨加工的发动机组变形，其方式为用汽缸盖来模拟后续变形。在对应于随后在组装之后存在的状态的撑牢状态，进行珩磨加工，以便产生然后还意图在组装之后被再次固定的圆柱形钻孔形状。

通过在加工期间使汽缸扭曲反转（误差的负形的产生）意图在组装之后或者在发动机的操作状态下确保或近似理想形状的产生的另一技术是所谓的形状珩磨。在这里，借助于珩磨在未撑牢工件上产生以定义方式偏离圆柱形状的钻孔形状，例如苜蓿叶形状。此类钻孔形状一般地是不对称的，因为汽缸体的变形一般地也是不对称的。在操作状态下，意图产生尽可能理想的圆柱形状，使得活塞环组合件可以在钻孔的整个周向上提供良好的密封。例如在EP 1 790 435 B1中和本文所述的现有技术中描述了形状珩磨的各种变体。

发明内容

本发明的问题是提供正在讨论中的类型的珩磨方法和可用于执行所述珩磨方法的珩磨工具，所述珩磨方法和珩磨工具使得可以产生往复活塞式发动机，其在摩擦损耗、油耗和渗漏方面具有改善的性质。

为了解决此问题，本发明提供了具有权利要求1的特征的珩磨方法。此外，提供了具有权利要求6的特征的珩磨工具，其可以在所述珩磨方法的范围内使用。

在从属权利要求中指定了有利发展。所有权利要求中的措辞是通过参考本描述的内容而提供的。

在珩磨方法中，产生瓶状钻孔，即具有瓶子形状的钻孔。“瓶状钻孔”直接地在钻孔进口之后具有具有第一直径的第一钻孔部、远离钻孔进口的具有大于第一直径的第二直径的第二钻孔部以及在第一和第二钻孔部之间具有从第一至直径的连续过渡的过渡部，第一钻孔部和第二钻孔部一般地具有圆柱形基本形状并相对于彼此处于同轴状态。过渡部可以部分地成圆锥形地形成，并且可在末端面积外钻孔部的其末端处合并到相邻钻孔部中，在每种情况下具有适当的半径。