卧式和立式两用珩磨机

本发明广泛地涉及珩磨机，特别涉及这样一种珩磨机，它包括有可移动到第一和第二位置的主支承结构，在第一位置处，被连接到此结构上的珩磨头部件，以垂直运动行程在一个方向内珩磨表面;转到第二位置时，利用产生直线运动行程的装置使珩磨头部件在不同的方向上珩磨表面。

在珩磨领域中，越来越需要一种较为廉价的手工操作的珩磨机，这种珩磨机应适合于在水平和垂直方向上移动旋转的珩磨头。这样，行程方向的随意选择，可使得操作者能垂直地固定短零件和水平地固定长零件，这通常是最方便的。例如在汽车发动机修理厂，需要垂直地珩磨汽缸孔，而水平地珩磨主轴承孔。在自动工作的情况下，重要的是给机器配上夹具，这就不需重新固定缸体便能珩磨一个V型发动机的所有气缸孔。利用同一台机器能精确地珩磨所有工作表面的性能，就节省了第二台机器的费用，减少了完成加工所占用的厂房面积，而且还标志着珩磨技术的重大改进。由于这种珩磨机能完成这些工作，甚至小型维修厂也能够经济地在发动机上进行较多的珩磨加工，因此减少了小厂委托外厂加工和依靠外厂给顾客进行一些维修工作的需要。

此外，重要的是，为了适应完成这类工作，在机器中正确地设计了行程的动作。许多工件表面，特别是内燃机箱体上的相互隔开且同轴的主轴承孔的各表面，就需要珩磨头能够通过比较长的距离珩磨那 些相互隔开的表面。为了珩磨这样的表面，重要的是，支持和移动珩磨头部件的装置是由直线运动装置带动，而不是用摆动或作弧形运动的装置带动。摆动或弧形运动装置制造费用较低，而且最适合于用珩磨头来珩磨比较短的孔，如汽缸孔;但不适合产生珩磨较长距离的珩磨行程，如达到几英尺长或更长。本改进过的机器结构可满足这些和其他一些要求，是由于提供了这样的装置：当在某一方位珩磨表面时，能够利用经济的弧形的珩磨头行程;而当用于珩磨较长的孔面时，有另一装置，在另一方位上，使珩磨头作直线行程运动，例如珩磨发动机箱体上的同轴的主轴承孔的表面，或长管状表面时就是如此。

同时也期望臂部件和与其转动地连接在一起的珩磨头在垂直方向上在垂直定位的轨道装置上运动，不过这在费用方面通常不是最佳的。

对于本发明也是重要的，就是使机床从珩磨活塞缸表面转换到珩磨主轴承孔表面，能够简单、迅速、可靠和准确地完成操作，甚至可由不太熟练的和只经短期训练的操作者来完成。本珩磨机的结构具有所有这些和其它的性能与优点。

一些已知的机器能够在有限的孔长范围内工作，但是不能用来珩磨较长的孔的表面，或在较长距离内彼此隔开且同轴的孔，例如珩磨发动机箱体上的主轴承孔表面或类似的表面。这些典型的、行程长度有限的珩磨机是在Delapena    Honing    Equipment    Limited    Of    England中的广告性文章中来介绍其结构。其中所述的机器包括一个可转动的珩磨头支承臂，该支承臂能在几个不同的方位绕枢轴转动珩磨头。Delapena结构的有限的绕枢轴的转动运动，大大限制了珩磨机能够珩磨的孔的长度范围，这使得它不适于珩磨如发动机 箱体上彼此隔开的主轴承孔和象液压缸这样的长孔。

因此本发明的珩磨机结构就克服了这些缺点，即操作的不利条件和已知的珩磨机的局限性，从而提供了能在工件上珩磨成角度的表面的新型的、有用的装置，这在下面将作更进一步的说明。本珩磨机制造也比较便宜，因此使得更多的企业，包括较小的工厂和汽车修理中心都能制造。

本发明涉及一种改进的珩磨机，它能旋转地驱动不同型式的珩磨头部件，例如用它来珩磨在工件上各种类型的成角度的相关表面，而且这种改进过的珩磨机能够由操作者来转换，即从工件上某一平面上珩磨转换到同一工件的不同方位或不同工件的不同方位上去珩磨，而这种转换只需最短的时间和最小的劳动。使用的不同类型的珩磨头部件可以转动地连接到臂部件的一端，并从此端受到驱动。臂部件定位在某一位置上，并在支承在壳体结构中且具有被珩磨表面的工件上伸出。在这个位置，臂部件以枢轴式或其它方式安装在细长的支承结构的上端，以便能产生垂直行程运动。为了能够移动连接有臂部件的支承结构，此结构被安装在沿着床身后壁固定的导轨装置上。安装支承结构的装置，当被导轨装置支承时，就能够使带有臂部件的支承结构沿着导轨装置移向不同的位置，以便对正需要珩磨的並间隔开的汽缸孔。该支承结构可绕枢轴在第一直立的工作位置和第二横卧的工作位置之间转动。在第一位置处，支承结构基本上以垂直的方向向上伸出，以便垂直珩磨;而在第二位置处，支承结构基本上以水平方向延伸，以便水平珩磨。臂部件能够绕枢轴或以其它方式由机床操纵者操纵相对于在垂直的第一工作位置上的支承结构作垂直运动，如前所述，使珩磨头部件能作带有垂直行程运动的往复运动。在第二个横卧的水平工作位置，臂部件最好以固定的角度方向被锁定在支承结构 上，以便使带有臂部件和转动地连接到其上的珩磨头部件的支承结构能够作直线行程运动的水平往返运动。这种直线运动由导向轨道装置引导，以产生直线的往复运动。

本发明的基本目的是提供一种能用来珩磨彼此成角度的工件表面的珩磨机。

另一个目的是提供一种安装在支承结构上的臂部件。该支承结构可在垂直的工作位置和与此位置垂直的工作位置之间转动。臂部件能相对于在垂直位置上的支承结构运动，和在支承结构处于与上述位置垂直的位置上时，随着支承结构作直线运动。

另一个目的是提供这样一种珩磨机，它包括一可绕枢轴转动的珩磨头支承结构。该支承结构包括一在不同的角度方向上可转动地驱动珩磨头部件的装置，而且在一方向上用摆动运动使珩磨头往复运动，而在另一方向上是用直线往复运动使其作行程运动。

另一个目的是提供这样一种装置，至少能在支承结构处于一个位置上时，把臂部件锁定在支承结构上，因此当支承结构、臂部件和被转动地连接其上的珩磨头部件由导轨装置引导作直线往复运动时，能防止臂部件相对于支承结构运动。

另一个目的是提供水平导轨支承装置，以便在垂直行程期间，在沿着水平导轨支承装置长度的某任一位置处，支承珩磨头和连接到其上的关联件。

另一个目的是提供水平导轨支承装置，以便在水平行程期间，支承珩磨头和连接到其上的关联件。

另一个目的是简化这样一个转换过程，要求把珩磨机从在一个工作方位上珩磨转换到在另一工作方位上珩磨。

另一个目的是减少珩磨发动机箱体或类似装置上的圆柱孔面的费 用。

另一个目的是使具有较低技能和只接受短期培训的人有可能精确地完成在工件上加工所有需要珩磨的表面，如发动机箱体和类似的工件。

另一个目的是使较小的企业，例如发动机修理厂和类似的小厂有可能变成更加万能，因为它们能够在发动机箱体或类似结构上完成更全面的、高质量的圆柱孔面的珩磨加工。

另一个目的是指出价格比较便宜，但仍旧非常万能的珩磨机的结构和操作，这种珩磨机比其他已知的珩磨机能够在工件上完成更多的不同类型的珩磨加工。

在研究了下面的详细说明和附图之后，对那些熟悉本技术的人，将清楚本发明的这些和另外的目的及优点。在附图中：

图1是根据本发明的珩磨机的一个最佳实施例的后视透视图，示出了珩磨机在垂直方向珩磨工件表面的情况;

图2是图1所示的珩磨机的主支承结构的局部侧视图，实线示出了绕枢轴转动的臂部件的工作位置，而虚线示出了同一臂部件被向上移到非工作位置，在此位置，珩磨头部件可以连接到臂部件上，或从臂部件上卸下，或者作侧向运动以便在不同位置进行珩磨;

图3是经局部剖切的主支承结构的侧视图，示出了用于臂部件的平衡机构;

图4是臂部件的侧视图;

图5是沿图4中剖切线5-5的局部剖视图;

图6是臂部件和关联件的俯视图;

图7是图6中臂部件的右侧视图;

图8是沿图4中剖切线8-8的局部透视图;

图9是用于控制行程长度的滑动部件的局部放大的侧视图，滑动机构是连接在臂部件和主要支承结构之间的;

图10是局部剖切的后视图，示出了主要支承结构的细节，实轮廓线示出此结构位于垂直方向，而虚轮廓线示出其在水平方向;

图11是沿图3中剖切线11-11的局部剖视图，图中示出了楔形销的位置，在垂直珩磨时，它保持主支承结构就位;

图12是与图11类似的剖视图，但是图中所示的楔形销的位置，是在水平方向珩磨时，它能使主支承结构运动到位并且使臂部件的平衡装置失去作用;

图13是主支承结构和导轨以及导向装置的局部后视图;

图14是与图1类似的后视透视图，但它示出了把珩磨机设计成能在两个不同的方向上作直线往返运动。

参照附图，图中标有标号，其中相同的标号指示相同的部分。图1中的标号20指示一种珩磨机的一个最佳实施例，它能使操作者在不同的角度方向内珩磨圆柱面，例如在垂直和水平方向。用这种机床珩磨的典型孔是汽缸孔和发动机体上的主轴承孔面。为此，本发明的机床20具有主支承结构22，它安装在机壳26或靠近机壳的后壁结构24上，这将在下面说明。主支承结构22是这样安装的，它可在垂直或直立位置（如图1、2、3和10所示）和水平或横卧位置（如图10和13所示）之间绕枢轴转动。

一个臂部件28用枢轴30连接到主支承结构22的自由端附近，图5示出了其详细结构。臂部件28以一个角度从主支承结构22上向前伸出，而且它的自由端29具有连接装置，如连接在自由端29上的插栓式管接头32，以便于连接和脱开多种类型的珩磨头和关联件34。在主支承结构22的垂直位置处，带有插栓式管接头 32的珩磨头部件34是以相对自由摆动的状态从臂部件28的前端29附近悬垂下来，以便珩磨垂直方向的汽缸孔，如发动机体上的汽缸孔。

珩磨头部件34可以是熟知的结构，包括有一个珩磨芯棒或珩磨头40，其典型型式可以是在授予Sunnen的专利号为3，216，155和3，378，962的专利文件中所示出的型式。珩磨头40经一根驱动管42被插栓式管接头32连接到臂部件28上。驱动管42的两端附近都具有万向联轴器44和46，驱动管42通过插栓式管接头32有效地连接到液压马达48上。液压马达48是被安装在靠近臂部件28的端部29处（见图6和图7）。液压马达48是用沿着臂部件28沿伸到支承结构22下面的软管50和52连接（见图4和图6）。当向珩磨头部件34提供动力时，液压通过软管50和52供给到液压马达48。然而应该懂得，驱动珩磨头部件34的这个装置不是唯一的，可以使用其他形式的驱动装置，例如也可用皮带轮和皮带把电动机连接到珩磨头部件上。

珩磨头40还需要进给装置，以便顶出或退回嵌入的工作元件，例如这种工作元件是珩磨石和导槽。进给装置包括一根进给杆（未示出），它穿过驱动管42。进给杆可工作地连接到一个齿条齿轮机构上，或连接到一个凸轮进给装置（未示出）上。凸轮进给装置是设置在珩磨头40内，如在Sunnen的专利中所示的那样。驱动进给装置的动力可以是人工的，而且可通过进给杆来传递。进给杆在其两端也具有万向联轴器，它们所在的位置与驱动管42上的万向联轴器44和46的位置相对应。这就使得包括有驱动管42和进给杆的珩磨头部件34能够在臂部件28上自由地转向，以便珩磨头40在垂直方向珩磨汽缸孔时能正常就位。给从属装置提供的用来转动进给杆以便 径向地扩大或缩小珩磨直径的动力，能够由手动进给控制，例如由一个进给轮56（见图1）来提供。进给轮56最便于操作的位置是位于臂部件28的自由端29的下方附近。进给轮56可采用传统的结构，包括有轮子56，操作者可以用手施加摩擦力于其上，並通过进给杆把进给压力施加在珩磨头40的嵌入工作部分，以保持它们与正在被珩磨的表面摩擦接合。当然也可以选用自动的进给控制装置，但这通常是不必要的，而且会显著地增加机器的成本。包括有珩磨头40、驱动管42、进给杆和操纵器的珩磨头部件34，其结构和操作都可以是熟知的。

在本发明结构中，臂部件28带着连接在其上的珩磨头部件34在不同的工作位置作往复运动，这种方式是重要的。主支承结构22和连接在其上的臂部件28，在支承结构位于垂直方向时，还能够作水平移动，因此就能够用于在不同的工位进行珩磨，例如在不同的汽缸孔中珩磨。同样重要的是，在垂直的方向进行珩磨时，臂部件28在主支承结构上被平衡了，因此只需要相当小的力来使其上连接有珩磨头部件34的臂部件28绕枢轴摆动。这个动作使臂部件28的前端29产生弧形的摆动运动，而使珩磨头40在加工表面中产生直线运动。在图14中示出的另一个实施例，是在支承结构22上提供了垂直的导轨支承装置，它允许臂部件28在垂直平面内作直线运动。

由摆动的臂部件28所产生的摆动行程运动的极限位置，由示出在图1、2和图9中的可调整的滑动部件60控制。滑动部件60的一端62在枢轴64处可转动地连接到主支承结构22上，而其另一端66连接到托臂68上。托臂68是安装在臂部件28下面的插销式松开部件70的一部分。当松开部件70在插入插销的情况下，如 图2中实线所示，臂部件28相对于主支承结构22可能的行程运动的极限位置，由包括在滑动部件60中的装置来控制。这个插销插入的状态就是使用于珩磨头部件34在垂直方向上作行程运动的期间。在后面将要说明的拔出插销的状态，在此状态下臂部件28的自由端29能够提升到机床上的更高位置，因此珩磨头部件34能够被移开，以便清洗被珩磨过的孔。在升高位置处，带有臂部件28和珩磨头部件34的主支承结构22能沿着机床后部的导轨装置作水平运动，正如将要叙述的那样，就能达到珩磨在垂直方向上的其他汽缸孔的位置。而且在升高位置处，珩磨头部件34已从工件中抽出，如果需要，可以把该部件装上或从插栓式管接头32上卸下。

再参看图2和图9，在珩磨工作之前，应确定臂部件28摆动运动的极限，这可分别利用所设置的可调的顶部和底部挡块72和74来完成，它们是滑动部件60的一部分。挡块72和74有选择地锁紧在杆件76上的一定位置处，杆件76滑动地通过托架78。挡块72和74分别由枢轴式锁紧手柄80和82锁定在杆件76上的一定位置处。当臂部件28向上摆动到挡块72碰到托架部件78的托架端件84的一侧时，就达到了每一珩磨行程的上限，这就阻止了臂部件28和与其连接的珩磨头部件34进一步向上摆动。同样地，当臂部件28向下摆动到挡块74碰到同一端件84的另一侧时，就到达了摆动运动的下限。

端件84上还带有由弹簧88移动的弹簧移动销86，弹簧88顶在销86上的轴肩89上。当销86从杆76上的槽或孔90中退出时，就能允许托架部件78和杆76之间产生相对运动。销86在枢轴点93处与凸轮手柄92成可相对转动地连接。当转到图9所示的位置时，销86从槽90中退出，因此能允许杆76相对于托架部 件78作如前所述的往复运动。当借助于操纵凸轮手柄92使销86插入到槽90中时，杆76相对托架部件78被锁紧在固定位置上，而不能产生往复运动。然而，在此锁紧位置处，行程极限挡块72和74的位置可根据需要进行调整并固定。在水平珩磨期间，锁定位置还用于保持主支承结构22和臂部件28处于固定的角度位置，下面将要说明。

当插销松开部件70（见图2）处于松开的情况下（如已说明过的），还允许臂部件28不受上行程极限挡块72的限制而升高。松开部件70的“松开”是通过拧出松开部件70中的锁紧销94（见图8）来完成的，由此松开托臂68，该托臂与滑动部件上的杆76的上端66连接。当松开后，臂68相对于松开部件70（见图2）绕枢轴点95转动，因此臂部件28能向上升起（见图2中虚线），直到珩磨头部件34从工件的孔中抽出。在这个升高的位置，带有臂部件28和与其连接的珩磨头部件34的主支承结构22能够沿导轨装置侧向移动到珩磨另一个汽缸孔的位置。另外，在松开部件70“松开”升起的情况下，臂部件28能够充分地向上运动，因此，珩磨头部件34能与连接装置32脱开，以便取下或更换。连接装置32最好是插栓式管接头，这可相当容易地把珩磨头部件34装上或拆下。在珩磨完所有需要珩磨的垂直汽缸孔后，使主支承结构22转动到它的第二或较低的位置之前，需要操作其他的松开装置，这将在后面说明，这些装置是用来保持主支承结构22在其垂直位置上。

主支承结构22可滑动地支承在位于靠近床身26后壁24上缘的水平导轨96上（见图2）。图中示出的导轨96是一圆管形件，而主支承结构22连接到一个由轴承件（未示出）滑动地支承在导轨96上的管形件98上，该轴承件是设置在管形件98和导轨96之 间的。管形件98有向下伸出的腿部100，腿部下端连接有一个过渡件102，过渡件102上连接有两个分开的滚子104和106，滚子分别与水平轨道108两相对侧面接触。轨道108沿着床身后壁24的下边延伸。主支承结构22经由腿部100可转动地连接并支承在轴110上。

了解这一点是重要的，主支承结构22从垂直位置（如图1、2、3、10和13所示）可绕轴110转动到水平位置（如图10和13所示）。同样重要的是，主支承结构22可精确地定位在它的每个工作位置上，而且至少在它的垂直位置上将它锁住，使它不能相对于支承轴110运动。从图13中可以看出，腿部100带有一个螺旋调整挡块12。挡块112与一个装在主支承结构22上的螺柱114靠紧，以确定结构22的垂直方位。连接到腿100上的管形件98带有另一个螺旋调整挡块116，挡块116与同一螺柱114靠紧后，就确定了主支承结构22的水平方位。因此可以看出，挡块112和116确定了主支承结构22能在垂直位置和水平位置间可能转动的范围，而且两个挡块都是可调整的，以便精确地确定主支承结构22的两个位置。

在结构22的垂直方位上，利用图10、11和12中所示的插销装置118，将主支承结构22销住而阻止其运动。图2和图11示出了插销装置118的锁住情况，即从支承结构22上向前伸的插销120伸入到管形件98的向后伸的凸出部122（见图2）的下方位置。向连接在插销120上的手柄124施加向前的力而实现把支承结构22锁住在垂直位置。在锁住的情况下，安装在支承件127的通孔中的弹簧移动销126向左侧移动到碰到插销120的较小的直径部分128的位置（如图11所示）。与此相反，在脱开的情况 下（如图12所示），把手柄124从主支承结构22上向后拉出，而使插销120也随之运动，借助于锥形面130使弹簧移动销126运动到退回位置。在此位置，插销120与凸出部122脱开，因此，结构22就能绕支承轴110转动。当主支承结构22处于横卧位置时（见图10），插销120由定位件131顶住而保持在脱开的情况下。定位件131在枢轴点132处被转动地连接在支承件127上，而且在重力作用下，正压在较小直径的销部128上，而对接的销子表面就阻止了插销120作不需要的向前运动。

在从垂直珩磨转换到水平珩磨的过程中，弹簧移动销126起着重要的作用。从图2、3和10中可以看出，在垂直位置上，臂部件28仅由一个设置在主支承结构22内的平衡弹簧133来平衡。平衡弹簧133安置在弹簧支架134内，并且在下活塞135和上端壁136之间伸缩。活塞135连接在通过上端壁136的孔向上伸出的细长杆138的一端。杆138的上端部140连接有吊环件142。吊环142由所示的适宜装置与软绳144固定连接。软绳144绕过滑轮146和147后，其另一端与臂部件28的向后伸出部分148（见图2）相连接。作用在把臂部件28向后伸出部分148作为杠杆臂的弹簧133的拉力，平衡着臂部件28，当在垂直珩磨时，使操作者比较容易地操作臂部件28进行手动珩磨。

再参看图10，可以看到，杆件138具有一直径减少的部分150，该部分形成一个凹槽，当插销120移动到如图12所示的退回位置时，销子126移入凹槽之中，这样阻止了杆138的运动，从而消除了平衡弹簧133的作用，因此，在主支承结构22从垂直位置转到水平位置时，在臂部件28上的平衡弹簧133便不起平衡作用。

再参看图2，臂部件28的前端29有一向前伸出的板152，其上有许多成弧形分布的通孔154。板152上在158处有一个枢轴式地安装在其上的杆臂156，臂156上带有把手160，把手160上有一能按需要伸进到任何一个孔154中而被定位的销子（未示出）。臂156上带有夹紧装置162，以便根据需要伸出的位置来夹紧杆164。杆164的自由端连接到一根操纵杆166的中部。在进行垂直表面珩磨的过程中，操作者把它握在手中，而用来使珩磨头在工件表面上产生行程运动。

臂部件28的前面（见图7），有一开、关控制把手168，它被拉出时，就提供液压，以便转动插栓式管接头32和连接在其上的珩磨头部件34。该前面上还安装有电气开关170，以便控制向机床提供工作所需的珩磨液流的油泵装置（未示出）的启动。电气导线通过电线导管171，如图6所示。

本发明结构特别重要的是使主支承结构22从垂直位置转动到水平位置的装置，从而实现珩磨水平方位的圆柱孔面，如珩磨较长的孔面以及珩磨发动机箱体上成为主轴承孔表面的隔开的圆柱面。当拉出手柄124、松开主支承结构22使之转动并锁住平衡弹簧133时，结构22能稳定地转到图10所示的水平位置。

当主支承结构22处于水平位置时，如前所述，螺柱114碰到螺旋挡块116（见图13），此时，带有臂部件28的主支承结构22的重量，保持主支承结构处于此水平位置。在水平位置处，珩磨头通过所要珩磨的表面而被定位，珩磨头便可连接到插栓式管接头32上。此后，当几种不同型式的珩磨头，包括由Sunnen的专利号为3，216，115，3，378，962和3，800，482的专利中所确定的珩磨头由液压马达48驱动旋转时，主支承结构 22、臂部件28（此时已不需要平衡）和珩磨头可以被移动。这些结构在导轨96和支承管形件98的支承件的引导下，能容易地进行直线往复运动。由滚子104和106与轨道108相对侧面的接合来控制这些结构的运动。

重要的是要认识到，用来珩磨垂直方位汽缸孔的珩磨头，也同样可以用来珩磨长的连接的工件孔，例如借助于水平方位的支承结构和由导轨96引导的直线往复运动，就可珩磨液压缸。

图14示出了另一个实施例20A，其中臂部件28A是用基本上与上述相同的方法来平衡，但是它被安装在分开且平行的两根导轨174和176上，当运动的时候，在垂直方向上被引导作直线往复运动。图示的导轨176上隔开地安装有两个可调的挡环178和180，用以控制垂直往复运动的上限和下限。支承结构22A象图1所示的实施例一样，也可绕枢轴110A在垂直和水平位置之间进行转动。两结构间的主要区别在于，实施例20是利用臂部件绕枢轴摆动来产生垂直的往复运动，而实施例20A是利用臂部件的直线运动来产生垂直的往复运动。

这样，在上面就示出了并叙述了一种能满足所有目的和优点的新颖的珩磨机结构。然而，明显的是，对于熟悉本技术领域的人，有可能对本珩磨机做出许多改变、改型、改进和其它的利用以及申请。所有这些不违反本发明构思和目的的改变、改型、改进和其它的利用以及申请，都被本发明所包括。本发明仅由其权利要求限制。