本发明总体来说涉及珩磨心轴，具体说涉及用以强制地缩回和夹持一珩磨心轴上已径向扩张或延伸之工作啮合部分的装置。本缩回装置可强制地将一珩磨心轴上的磨料件，磨石组件或其它工作啮合部分缩入心轴体部分内，以减小或调节心轴的断面尺寸和其旋转或珩磨直径，其目的是诸如能实现自动化和机器人装载工件和当心轴插入孔或从中撤出时避免刮伤或以其它方式损伤孔或其它空腔的内表面。本装置也可防止当转动时工作啮合部分飞出心轴并将工作啮合部分夹持在心轴上而防止工作啮合部分的松动或损坏，而达到安全操作的目的。在缩回装置的操作中楔形件之类的调节或操纵装置不会产生倾斜，升高或其它错位现象，这种调节或操纵装置能使径向可动工作啮合部分或数个这种工作啮合部分扩张和缩回。本缩回和夹持装置适用于多种类型的径向可扩张的珩磨心轴结构，包括珩磨较小的孔的心轴结构，尤其是如Sunnen的美国专利NO.2，376，851中所示的心轴结构，此外还适用于任何数量的其它可扩张或延伸类型的刀具或其它装置。

现有技术中已知带有各种径向或侧向可延伸或扩张之工作啮合 部分的珩磨心轴和其它刀具。例如Sunnen的美国专利NO.2，376，851所示的现有可扩张珩磨心轴结构包括一个或数个磨石组件或类似组件之类的工作啮合部分，在调节或操纵装置的控制或其它运动的作用下该工作啮合部分可以径向扩张或延伸，这种调节或操纵装置可以是例如在心轴体上一个通道或槽内延伸的调节或楔形件。在槽内沿第一纵向方向位移调节或楔形件就支承性地与磨石组件或其它工作啮合部分啮合并使其径向延伸，这样其表面就对待珩磨的孔的表面或工件的其它表面施加或作用径向压力。当珩磨操作完成时或希望从孔中撤出珩磨心轴时，就可沿第二方向位移楔形件以撤消对磨石组件的支承并释放径向向外指向的压力，使磨石组件能自由地径向向内移动或缩回。然后，当从孔中撤出心轴时，磨石与孔之表面的啮合就使得磨石组件能部分地压入心轴。这种已知的心轴也可以包括磨石夹持装置，它在某种程度上将磨石径向向内偏置。

这种已知的径向可扩张之珩磨心轴结构的一个缺点是磨石组件或许不能从与孔之表面接触的状态充分缩回，并在进一步起作用的磨石夹持装置作用下仅缩回磨石组件的一端，而另一端则仍处于扩张状态。然后就要求通过人工挤压或压迫磨石组件使其更充分地缩入心轴以便心轴直径小到足以插入下一个待珩磨的零件（它有一个比已珩磨的零件更小的孔）。将磨石组件压入心轴的要求占用了更多的时间，提供了一个误操作的机会并使自动化或机器人装载零件更为困难。另一缺点是当心轴从孔内撤出时如果利用与已珩磨表面的 接触将扩张的磨石组件压入心轴，就会刮伤或以其它方式损伤珩磨后的表面。

某些已知结构的另一缺点是磨石组件不能被牢固地夹持或保持在心轴体内，这样在因心轴在零件外面旋转时产生的离心力作用下，磨石组件就可能飞出，或在心轴内错位和失准，并损坏或丢失。还有一个缺点是当楔形件移动以撤消对工作啮合部分的支承时楔形件或其它操纵装置可能会错位和升高或倾斜。

诸如Sunnen的美国专利NO.2，376，850和N.2，421，470所示的其它已知心轴结构公开了带有斜向延伸之凸起的珩磨部分，该凸起位于一调节杆的槽内并在其中滑动，以便当调节杆沿相对的方向移动时使珩磨部分向内和向外径向位移。然而，这种已知结构的一个重要限制是它们特别不适用于珩磨小直径孔的心轴，如直径小于一英寸甚至0.1英寸的孔，这是因为斜向延伸之凸起太小以致不能支承珩磨部分，并且槽内的调节杆太窄，以致不能承受许多珩磨操作中采用的珩磨压力。

与上述受限较多的结构相反，本发明涉及较为简单，可靠并且问题较少的装置，用以强制地缩回和夹持珩磨心轴的径向可扩张工作啮合部分，其目的是诸如有利于自动化和机器人装载零件，减少工作啮合部分与已珩磨表面之间的损害性接触，防止工作啮合部分飞出心轴或错位或丢失，并防止调节或操纵装置倾斜，该缩回和夹持装置可应用于多种类型的心轴结构，包括用以珩磨较小孔的心轴结构。

本发明克服了已知可径向扩张之珩磨心轴的许多缺陷和限制，并教导了用以强制性地缩回和夹持一个珩磨心轴上任何数量的可径向扩张之工作啮合部分（如磨石组件和等同物）的装置的结构和操作。本缩回装置可强制性地将一珩磨心轴的可径向扩张之工作啮合部分缩入或拉入心轴体，以减小心轴的径向或断面尺寸。这就能自动地减小心轴的尺寸，淘汰了将工作啮合部分压入心轴以将心轴插入零件上较小孔的人工操作，从而有利于自动化零件装载，并且环绕工作啮合表面有足够的间隙从孔中撤出心轴，以避免接触，摩擦或刮伤及损坏已珩磨表面或心轴本身。缩回装置也可用来减小或调节由径向延伸之最靠外部分限定的一旋转心轴的旋转直径或珩磨直径。本装置还能将径向可动之工作啮合部分夹持在心轴上以防止当心轴在孔外旋转时（为安全原因）工作啮合部分飞出心轴，并从心轴上脱落，振动，松脱，错位或分离，并损坏或丢失。

本缩回装置包括可径向扩张之磨石组件或其它工作啮合部分上的部分或表面和心轴之操纵或调节件上的部分或表面，它们可相互啮合以便通过沿反向于扩张磨石组件的方向移动调节件而将磨石组件径向缩入或拉入心轴体。重要的是本装置也可相互啮合，当离心力或其它外力或重力作用在磨石组件上迫使其径向脱离心轴时，将磨石组件夹持在心轴上的调节件不会移动。最佳的可相互啮合之部分或表面是滑动啮合的，以缩回磨石组件，至少其中一个该部分或表面相对于心轴的轴心线是以锐角倾斜的以形成一凸轮或楔面，当调节 件沿反向于径向扩张磨石组件的方向移动时，该凸轮或楔面径向向内地将磨石组件推或拉或强制性地缩入心轴体。倾斜凸轮表面（或几个表面）的角度取向最好与径向扩张磨石组件的凸轮表面或楔面或其它装置的角度取向相同，这样对于调节件沿任一方向的给定纵向位移或移动来说，径向向内和向外的位移可基本上相等。

凸轮表面最好位于磨石组件的一侧附近，并包括加工在磨石组件之支承或支持部分的侧面上的一个槽或凹槽的一倾斜边缘或侧边部分，凸轮槽容纳一个位于调节件上的向外或侧向延伸凸起部分或销或突出部。突出部也可带有一倾斜或凸轮表面，它以与槽相应的角度取向，以更好和更平稳地操作及与凸轮槽啮合。凸轮槽也可包括一轴向延伸之槽部或凹槽，当调节件沿缩回磨石组件的方向移动足够距离而完全将磨石组件缩入之后突出部可沿该凹槽通过，并仍将突出部保持在凹槽内，并最后从心轴上拆卸和取下调节件和磨石组件。在可选择的实施例中，如果需要，凸轮表面可从磨石组件或其它工作表面向外延伸或者可以位于操纵件上，并且销或突出部可位于工作啮合表面上。此外，一珩磨心轴可带有任何数量的与其相关的本装置，以缩回和夹持任何数量的工作啮合部分，例如一较长的磨石组件可带有一组缩回装置，或一带有一组磨石组件的珩磨心轴可带有用于每个磨石组件的缩回装置。

当移动调节件而缩回磨石组件时，与磨石组件啮合的楔形件在心轴上侧面敞开的槽或通道中可能会从其位置上径向位移或升高， 所以为了防止楔形件或操纵件在侧面敞开的心轴结构内倾斜或升高，最好配备保持装置，用以将调节件保持在心轴体的槽或通道底部。限制楔形件的径向位移可更精确并准确地调节珩磨直径和压力，并且当操纵楔形件以缩回磨石组件时可保证强制地使磨石组件与被珩磨表面脱离啮合。保持装置可包括各种适当装置或结构，以限制和防止部分或所有调节件倾斜，升高或其它径向或侧向位移，几个可选择的最佳实施例包括一个塞块，塞块带有一个在调节件上方的侧向延伸部分，该塞块可粘着地或以其它方式安装在心轴体上的槽内或其通道内，或通过锤尖敲击或钎子打击楔形件槽之边缘的一个或多个部分而在调节件的上方延伸，或采用一销钉或其它零件与楔形件相互啮合并保持楔形件。

本缩回和夹持装置的其它重要特征是该装置能够方便地应用于多种类型的珩磨心轴结构，而无需对珩磨心轴的部件作明显的改动（如果有的话），例如机加工和其它金属加工或成形工艺。此外，本装置可装配进较小的心轴结构内，例如用于珩磨小于一英寸直径的孔和小到0.1英寸直径的孔甚至更小的孔的心轴。而当施加压力以扩张心轴时或珩磨期间楔形件强度不会降低而弯曲或变形。可以通过沿反向于径向延伸或扩张心轴之方向移动调节件来操纵本装置，这样在安装心轴的珩磨机上就不需要装置作另外的操作和位移，该珩磨机及其操纵装置不是本发明的部分。除此之外，本装置结构上比较简单，无需很高费用就可装入一珩磨心轴并在工作中问题很少。

所以本发明的一基本目的是提供一个带有工作啮合部分的珩磨刀具，该工作啮合部分可被强制地缩回，以调节刀具的珩磨直径和达到其它目的。

本发明的另一目的是淘汰将径向延伸的工作啮合部分人工压入心轴体的必要。

本发明的另一目的是提供一珩磨刀具，当该珩磨刀具插入一孔内或从中撤出时，不会刮伤或损伤孔的内表面。

本发明的另一目的是提供一种装置，当珩磨心轴旋转时防止其径向扩张部分飞出心轴。

本发明的另一目的是提供一种装置，以防止一珩磨心轴的磨石组件错位和丢失或损坏。

本发明的另一目的是提供一种装置，用以强制性地缩回珩磨心轴上的磨石组件，而不会使调节件升高或倾斜。

本发明的另一目的是提供一种装置，用以将磨石组件强制性地缩回和夹持在珩磨心轴上的一缩回位置上，该装置较简单，制造和安装成本不高，并可方便地安装在现有的珩磨心轴结构上。

本发明的另一目的是提供一种装置，用以使可径向扩张之珩磨心轴组件是可强制性地缩回的，而无需对心轴或心轴部件作明显的改动或机加工。

本发明的另一目的是提供一种可用于现有心轴体上的强制性缩回装置。

本发明的另一目的是有利于在珩磨操作中的自动化和机器人装载零件。

本发明的另一目的是提供一种强制性缩回装置，它可用于多种类型的珩磨心轴结构，包括珩磨较小的孔的心轴。

本发明的另一目的是使珩磨操作更为安全。

对于熟知此技术者来说，在参照附图考虑了以下对最佳实施例的详细说明之后，可更清楚地看出本发明的这些和其它目的和优点，其中：

图1是珩磨心轴的局部剖侧视图，示出了楔形件及其磨石组件，和根据本发明之教导构造的强制性缩回磨石组件的装置;

图2是沿图1的2-2线所取之剖视图，示出了处于径向扩张之位置的磨石组件;

图3是图1所示楔形件和磨石组件的分解透视图;

图4是图1所示珩磨心轴的顶视图;

图5是图1所示楔形件的放大透视图，示出了与其相关的缩回装置;

图6是图1所示楔形件的放大透视图，示出了与其相关的另一缩回装置;

图7是图1所示楔形件的放大透视图，示出了与其相关的另一可选择的缩回装置;

图8是图1所示珩磨心轴的局部剖侧视图，示出了处于缩回位 置的磨石组件;

图9是沿图8中9-9线所取的剖视图;

图10是沿图4中10-10线所取的剖视图;

图11是图1所示珩磨心轴的另一种可选择结构的局部顶视图;

图12是用于图11所示之珩磨心轴结构的磨石组件的局部放大透视图;

图13是用于例如图11所示之珩磨心轴结构的另一磨石组件的局部放大透视图，该心轴结构带有一个容纳磨石组件凸起的切口（未示出）;

图14是图11所示之珩磨心轴的放大剖视图，示出了可选择的与其相关之楔形件保持装置，该保持装置也可用于图1，4，16和17所示的珩磨心轴;

图15是图11所示之珩磨心轴的放大剖视图，示出了另一可选择的与其相关之楔形件保持装置，该保持装置也可用于图1，4，16和17所示的珩磨心轴;

图16是图1所示珩磨心轴的另一可选择结构的放大侧视图，示出了与其相关的磨石组件;

图17是图16所示珩磨心轴结构的顶视图;和

图18是用于图1所示珩磨心轴的可选择之磨石组件和楔形件结构的放大分解透视图。

下面参照附图，特别是参考号，其中相同的参考号表示相同的零 件，图1中的参考号10表示一个径向可膨胀的珩磨心轴，包括用以强制地缩回和夹持心轴之工作啮合珩磨部分的装置12，所述缩回和夹持装置是根据本发明构成的。缩回和夹持装置12可安装在种类广泛的不同珩磨心轴结构上，例如Sunnen的美国专利NO.2，376，851详细公开的基本的珩磨心轴结构。心轴10有一轴体部分14，它在心轴10第一或前端处的工作啮合珩磨部分16和心轴之相对端或后端处的圆柱状安装部分18之间延伸。珩磨部分16在一侧有一导向部分20，该导向部分20是工作啮合部分，用以与待珩磨的一个表面啮合。一槽或空腔22被加工成延伸进入心轴10上大致与导向部分20相对之侧面内，槽22提供了一个沿心轴10之长度的通道。槽22可在其两个轴向端敞打，如图4所示，或者作为另一种选择，槽22邻近心轴工作啮合端16的轴向端可被封闭，如图11所示和下面将要讨论的。槽22内靠近其一侧容纳有一个细长的磨料或珩磨石组件24，组件24在槽22内可作径向运动，并且靠近其相对的一侧槽22容纳有一个细长操纵件或调节或楔形件或组件26，该楔形件26基本上沿心轴10的长度延伸并在其中可作纵向或轴向运动。

磨石组件24包括一个相对于心轴10向外延伸的磨料工作啮合或珩磨石部分28和一个延伸进入槽22内的支持或磨石支承部分30。支承部分30包括一对平行并隔开的斜面或倾斜凸轮或楔形表面32和34，它们相对于心轴体的轴心线以一锐角取向并位于磨石组件24相对的两个端部附近，如图1和3所示。倾斜凸轮表面32和34可 与加工在调节或操纵件26上的相关倾斜和平行凸轮或楔形表面36和38滑动地啮合。磨石支承或支持部分30还可包括阻止磨石组件24在槽22内作轴向运动的装置，例如所示的位于凸轮表面34附近的侧向延伸部分或凸起40。凸起40可以位于沿磨石组件24长度上的任何理想位置之处的任何一个侧面上，并容纳在加工于心轴19上的一个槽或切口中，例如图4所示的切口42中，以防止磨石组件24在槽22内作纵向或轴向运动，但允许它作径向运动。

楔形件26是一最好由薄金属片制成的细长件，带有平行的上和下边缘，凸轮表面36和38是平行的但是偏置的，每个表面大约是楔形件厚度的二分之一，如图3和5所示。磨石组件24和楔形件26以侧面靠侧面的关系安装在槽22内，所以它们合在一起的宽度大约等于槽22的宽度，如图2所示。楔形件26沿槽或通道22的纵向或轴向位移可使得磨石组件24径向移动到任何数量级数的径向延伸位置，如图1和2所示。楔形件26的这种纵向位移使得其上的凸轮表面36和38与磨石组件24上的凸轮表面32和34滑动地并支承地啮合，从而使得磨石组件24径向移动一个与楔形件26的纵向位移或移动相应的数量。磨石组件24以通常的形式径向移动以增加或扩大旋转直径或心轴10的珩磨直径，这样心轴的啮合部分在压力下与孔，洞的内表面或待珩磨工件上的其它表面接触并啮合。

可操作缩回装置12以将磨石组件24强制地撤入或缩入槽22内，以便减小心轴的断面尺寸并减小或缩减旋转直径或旋转心轴的 珩磨直径，其目的是例如把心轴10插入待珩磨的一个孔或其它表面或通道中，或从中取出心轴10以避免心轴的工作啮合表面接触或摩擦和损伤工件的表面或心轴本身。除此之外，缩回装置12将磨石组件24夹持或保持在槽22内，这样当心轴10不在待珩磨的孔内或其它空间内时，磨石组件24将不会因心轴转动产生的离心力而飞出槽22之外，并避免了可能的破坏或工伤事故，此外磨石组件24也不会在例如重力作用下掉下或落下或者在槽22内错位。

缩回和夹持装置12对本发明是很重要的，并包括磨石组件24和楔形件26上的相互啮合装置，它能使楔形件26移动或回撤以减小或在其它情况下调节磨石组件24的径向位置。相互啮合缩回装置12最好包括一个限定在一凹槽或斜槽部分46的边缘或侧面上的凸轮表面44，斜槽部分46加工在磨石组件24的支承部分30的侧面上。凸轮表面44相对于心轴体10的轴心线以一锐角取向，并最好平行于楔形表面32和34，但面向与楔形表面32和34相反的方向。缩回装置还包括一个从楔形件26侧向延伸的小突出部或凸起48，该突出部48可容纳在斜槽部分46中并可在其中操作，从而可与凸轮表面44滑动啮合，如图1和3所示。侧向延伸的突出部48可以具有任何可在槽46中操作的适当形状，例如图5所示的细长的轴向延伸形状，或作为另一种选择如图6所示的如以与槽46相同的角度取向的倾斜形状，以便在其中平稳操作，或者可以是图7所示的圆柱状或其它形状。随着楔形件26在槽22内朝心轴的安装端18轴向移 动，突出部48与凸轮表面44啮合，以将磨石组件径向缩入槽22内，该移动方向与扩大珩磨直径的移动方向相反。当磨石组件24完全缩入时，如图8和9所示，楔形件26沿缩入方向的任何进一步的移动都将使得突出部48移进轴向延伸连接槽部分或凹槽50，而连接槽部分50加工在磨石组件的支承部分30的同一侧面上。连接槽部分50可使楔形件26沿缩入方向或突出部48将磨石组件24夹持而非粘接在心轴上的第二方向进一步纵向移动或回撤。端部敞开的槽50允许突出部48最终与磨石组件24完全脱离啮合，以便从心轴中取出两个组件24和26。突出部48与斜槽部分46及轴向槽部分50的啮合也防止了因上面讨论的离心力或其它力包括重力造成的磨石组件24飞出心轴10，或者磨石组件从心轴10上脱落和/或被振松。该啮合也可通过进一步回撤位移而方便地从心轴上取下磨石组件24，类似地也可方便地安装磨石组件24。

在珩磨期间，当一磨石组件与孔的表面啮合并希望减小或缓解磨石上的压力时，在现有心轴结构上楔形件的回撤常产生这种趋势，即楔形件靠近心轴珩磨端的端部升高或在心轴的槽中倾斜。为了防止楔形件26的错位或失准趋势，本结构最好包括将楔形件26保持在任何时候都沿心轴槽22的底部延伸之位置的装置，而不会限制楔形件的轴向位移自由度。这种保持装置可取多种不同的形式，这里示出并描述了其中几种。特别适用于图1所示一类的心轴体（带有一个沿其长度方向宽度基本上均匀的槽22）的实施例是通过定位和粘 着地安装塞块52而局部或全部覆盖槽22上靠近磨石组件24的敞开中间或轴体部分，或者将塞块52粘着地安装在靠近楔形件26的槽22内，如图4和10所示。塞块52是一细长件，其尺寸和形状可使之定位在槽22内并靠近槽22的一侧上，而与相对的另一侧之间有足够的空间以容纳轴向可动的楔形件26。塞块52包括一侧向延伸或突出部分54，它在楔形件26的一部分长度上延伸，以防止它在槽22内升高或径向移动。

一个可选择的实施例是加工出径轴体部分14延伸的局部的槽22，以便其宽度只能足够容纳楔形件26并允许它作轴向位移，并在限定槽22的心轴体之一个边缘或两个边缘的部分56处用锤尖敲击或用钎子打击以使敲击部分在楔形件26的上面或上方延伸以防止楔形件在槽中升高或倾斜，如图11和17所示。另一实施例可包括一个位于一居中位置的侧向延伸孔60内的辊销58之类的销钉，孔60位于心轴体上，该侧向延伸销钉58与一个加工在楔形件26一侧或贯穿它的轴向延伸槽或长孔62啮合，如图14所示。当楔形件26轴向位移时销钉58沿长孔62内移动，从而将楔形件26保持在槽22内的底部位置。另一实施例可包括一定位螺钉64之类的螺纹件，它与心轴体10上的一个侧向延伸的居中定位之螺孔66螺纹啮合，该定位螺钉64以上述方式与加工在楔形件26一侧上的轴向延伸槽或长孔68啮合并可沿其运动，如图15所示。重要的是，可以采用一个带有上述任何一种用于楔形件26的保持装置的心轴体，以为楔形件 配备或不配备与其相关的本强制缩回装置，这样可根据需要使一给定的心轴体是可缩回的或不可缩回的。

本缩回和夹持装置12的另一重要特征是它们可应用于多种类型的新的和现有的珩磨心轴结构。例如，上面已经叙述的就是可选择的心轴体结构，其中槽22在靠近心轴体10的工作啮合端的端部在70处是封闭的，如图11所示。这种端部封闭的结构提供一个强度更高并更具有刚性的珩磨心轴，并可利用它起进一步防止磨石组件24在槽内轴向移动的作用，这样就不再需要位于磨石组件上的凸起40和心轴10上的切口42之类的防止磨石组件轴向位移的装置了。磨石组件24靠近槽封闭端部70的一端可具有任何适当的形状，如图12所示的圆形72，或图13所示的带有其它保持磨石组件轴向位置的装置（如凸起40和切口42）的当量方形73。另一可选择的心轴实施例是在磨石组件24上的与啮合楔形件26之侧面相对的一侧上定位凸起40，切口42则位于心轴10的相应一侧上，例如如图16和17所示。如图16和17所示这种心轴结构的槽22可以是端部敞开的，或作为另种选择如图11的70处所示可以是端部封闭的，并且可进一步带有任何所需的用以保持楔形件的装置，例如通过钎击点56或类似手段。一个珩磨心轴可进一步包括任何所需数量的本缩回装置，例如位于一细长楔形件26A上的一组隔开的突出部48，它们可与位于变型磨石组件24A上的隔开的槽46啮合，如图18所示，并且作为另一种选择一心轴结构可带有任何数量的列于一排内的 磨石组件24，每个磨石组件均包括一个或多个缩回装置12（未示出）。

这样，这里就示出了一种新型珩磨心轴结构的几个实施例，它们带有缩回和夹持磨石组件的装置和将楔形件保持在底部的装置，这样就可实现上述的所有目的和优点。很明显对于熟知此技术者来说，许多变化，变型，变更和本发明的其它应用和使用都是可能的。不偏离本发明的精神和范围的所有这些变化，变型，改变和其它应用和使用均被认为由仅为权利要求书所限定之本发明所覆盖。