鉸珩磨頭的拆卸工具優化

鉸珩是發動機連杆大孔的精（jīng）加工工序，能（néng）夠提高（gāo）孔的圓度和表麵質量。鉸珩磨（mó）頭與機床主軸的聯（lián）接采用7∶24錐柄定（dìng）位（wèi），圓螺母鎖緊（jǐn）刀柄法蘭的結構。原有拆卸裝置使用圓螺母扳手和錘（chuí）子（zǐ）敲擊（jī）的方式，存在易損壞（huài）機床主軸和操作（zuò）安全隱患的問題。介紹了根據實際機床使用情況自主設計的一種鉸珩磨頭的拆卸工（gōng）具。該工具適合在（zài）所有圓螺母鎖緊結構的珩磨頭拆裝場合使用，具有極大的推廣價值。

1    序言

連杆大孔的光整加工采用的是鉸珩工藝，與珩磨技術中珩（héng）磨頭與主軸采（cǎi）用浮動聯接不同的是，鉸珩磨頭與機床主軸采用剛性聯接。鉸珩除了具有精度高、表麵質量好的優（yōu）點，還能一定程度上修正被加（jiā）工孔的位置度，因此鉸珩主軸跳（tiào）動等精度要求（qiú）也比珩磨主軸要求更高。

2    背景介紹

連杆的AF90是對連杆大孔珩磨的工序（見圖1），加工精度φ （50.606±0.006）mm。連杆大孔在發動機裝配過程（chéng）中與曲軸連杆頸配合，將活塞的（de）爆炸做功通過連杆傳遞到曲（qǔ）軸。連杆與曲軸的配合精（jīng）度直（zhí）接影（yǐng）響發動機運行過（guò）程的平穩性和（hé）噪聲（shēng）強弱，因此連杆大孔（kǒng）采（cǎi）用珩磨（mó）工藝。珩磨是利用珩（héng）磨頭（見圖（tú）2）上圓（yuán）周分布的砂條（油石）對內孔表麵（miàn）進行光整加（jiā）工的一種工（gōng）藝。其工作過程（chéng）是心（xīn）軸在彈簧力的作用（yòng）下向上頂（dǐng）起，膨脹塊徑向收縮。當珩磨頭進入到連杆大孔中，機床主軸內（nèi）的推杆推（tuī）動心軸克（kè）服彈簧力向下運動。通過心軸和膨脹塊的錐麵配合，將心軸的（de）向下運動（dòng）轉換為膨脹塊的徑向擴張。固定在膨脹（zhàng）塊外緣的砂條（tiáo）貼在工件內孔表麵。珩磨機主軸開（kāi）始旋轉（zhuǎn）和軸向往複運動，實現對孔壁表麵（miàn）的磨削加工。由於珩磨需要實現砂（shā）條的徑向膨脹運動，在珩磨頭內部設計了帶錐度的心軸，因此鉸珩磨頭沒有辦法采用類似普通銑床7∶24錐柄尾部內螺紋、拉杆的聯接（jiē）結構。原有的珩磨頭更換拆裝方式（shì）：對刀杆起鎖緊作用的圓螺母外套一個專用扳手，用錘子敲擊扳手，利用主（zhǔ）軸的慣性和敲擊的衝（chōng）擊（jī）力拆卸珩磨頭。

該方式存在以下問題。

1）錘子敲擊過程對機床主軸的軸承有一定衝（chōng）擊。AF90珩磨機是（shì）精密加工（gōng）設備，長期（qī）靠敲擊主軸拆卸珩（héng）磨頭會造成主軸跳動增加，珩磨後孔壁產生振紋。造成設備損壞，增加維修成本和（hé）停機損失。

2）通過錘子敲擊的方式，需要有較大的手臂（bì）擺動量，才能積累起足夠的動能。機床內（nèi）部（bù）結構較小，手臂水平方向揮動容易（yì）撞到機床內部支架，造成人員受傷等問題。存在較大生產（chǎn）安全隱患（huàn）。操作人員（yuán）長時間蜷縮（suō）在機床中（zhōng）揮動錘子，手部、腰部（bù）疲勞容易造成肌肉拉傷，人（rén）機工程問題亟待解決。

為了解決這一問題，我們起初嚐試使用橡膠錘子敲擊專用扳手（shǒu）的拆卸方式，利用（yòng）橡膠材料的黏彈性可以有效減（jiǎn）緩敲擊過程中的衝擊（jī），減少對機床（chuáng）主軸的損（sǔn）傷，避免手部被振麻導致錘子脫手等安全（quán）隱患。但橡膠錘子的衝擊動能遠遠小於鋼製錘子，所以拆珩（héng）磨頭的（de）效率比鋼製錘子低。

3    新（xīn）工具結構

設計製（zhì）造了一種（zhǒng）珩磨頭的拆卸工具（見圖3），能（néng）夠使操作人員輕鬆地拆除珩磨頭，改善人機工（gōng）程問題。避免敲擊主（zhǔ）軸，減少對（duì）機（jī）床主（zhǔ）軸的損傷（shāng）。

裝配（見圖4）：插銷插入叉型扳手的孔；螺（luó）母座放入叉型扳手的開口槽中；珩磨刀杆通過錐柄聯接在主軸的錐孔中（zhōng）；限位圈套在絲杆傳動（dòng）軸外（wài）；圓扳手套在珩磨頭（tóu）鎖緊（jǐn）螺母外；齒輪支架端（duān）蓋固定在齒輪支（zhī）架上；齒輪安裝在齒輪支架內部，齒條能沿著齒輪支架上下移動，齒輪能與齒條齧（niè）合；杠杆手柄通（tōng）過能繞齒輪支架上的銷旋轉，齒條上的銷能沿著手柄中的鍵槽移動（dòng）；絲杆傳動軸穿過齒輪支（zhī）架（jià），穿過齒輪的孔，通（tōng）過鍵與齒輪聯結。再穿過齒（chǐ）輪支架端蓋；滑塊鎖緊螺杆通過螺紋（wén）聯接在（zài）圓扳手的螺紋孔（kǒng）內，滑塊安裝在圓扳手（shǒu）的方槽內，並能在滑塊鎖（suǒ）緊螺杆的台階麵牽引下（xià）沿著方槽的軸向移動。

操（cāo）作過程：將圓扳手上（shàng）的凸台按照珩磨頭鎖緊螺母上的凹槽套入，轉動（dòng）滑塊鎖緊螺（luó）杆上的滑塊（kuài）鎖緊螺母（mǔ），將滑塊沿著圓扳手手柄的方向向前移動，卡入珩磨頭鎖緊螺（luó）母上端麵，起到鎖緊圓扳手的作用。將叉型扳手沿著珩磨頭刀柄上兩側方槽插入，沿著（zhe）絲杆傳（chuán）動軸轉動螺母座（zuò），直到螺母座位置與叉型扳手位置對齊時，將螺母座放（fàng）入叉型扳手的開口槽中，並插上插銷，將螺母座鎖緊在叉型扳手的開口槽中。向下轉動杠（gàng）杆（gǎn）扳手，通過齒條、齒輪、絲杆傳動軸在叉型扳手（shǒu）和圓扳手之間產生一個扭矩（jǔ），鬆開珩磨頭鎖緊螺母。

4   本（běn）工具的優勢與創新點

1）利用（yòng）一個叉型（xíng）扳手和一個圓扳手之間以絲杆運動產生軸（zhóu）向擴張力（見圖5）。通過絲（sī）杆、螺（luó）母和扳手（shǒu）將直線移動轉換為扭（niǔ）轉珩磨（mó）頭鎖緊螺（luó）母的旋轉運動。通過平穩的（de）力矩代替原有敲擊力的方式，消（xiāo）除了對機床的衝擊，避免對主軸的損傷和操作過程中的安全隱患。

圖5　叉型扳手和圓扳手結構

1—滑塊　 2—滑塊鎖緊（jǐn）螺杆　 3—圓板手 　4—叉型扳手

2）利用齒輪（lún）齒（chǐ）條結構將手（shǒu）臂垂直向下的力矩轉換為螺母拆卸的水平方向力矩（jǔ）（見（jiàn）圖6），便於施力。原有拆刀方式在水平麵內（nèi）揮動錘子敲（qiāo）擊（jī）專用扳手，不便於在機床內部狹小空（kōng）間（jiān）內操作。同時機床主（zhǔ）軸（zhóu）在水平方向旋轉不便於自鎖，每次敲擊後珩磨頭和專用扳手都會旋轉一定角度，需要再將珩磨頭和專（zhuān）用扳（bān）手旋轉回到原有位置。本工具拉動杠杆扳手的力是（shì）豎直向下的，力（lì）的方向與主軸剛（gāng）性方向相（xiàng）同（tóng），不會（huì）引起主軸的旋轉，操作安全方（fāng）便。

3）通過齒條上的銷（xiāo），杠杆扳手在齒輪座上的支點達（dá）到擴力的結構（見圖7），增（zēng）加力矩減輕工人勞動強度。

4）圓扳手上有一個絲杆控製的鎖緊滑塊，其類似平（píng）口鉗（qián）通過絲杆控製活動鉗口移動的結構。當順時（shí）針旋轉（zhuǎn）滑塊鎖緊螺杆，滑塊沿著絲杆軸向向前移動到鎖緊珩磨頭的圓螺母上端麵。與套在圓螺母上的圓扳手配合，將圓扳手軸向固（gù）定在鎖緊螺母上，保證該工具能夠固定（dìng）在珩磨頭圓螺母上，方便後序（xù）裝拆操作。

5）叉型扳手遠離主軸的一（yī）端（duān）是開口槽。用一個銷（xiāo）插（chā）入開口槽，達到快速封閉的（de）結構（gòu）（見圖8）。螺母座與叉型扳（bān）手開口槽位置較遠時（shí），用手繞（rào）絲杆傳動（dòng）軸轉動螺母座，待螺（luó）母座達到開口槽位置時，再繞圓扳手尾部的軸旋轉（zhuǎn），將螺母座卡入開口槽，插上插銷通過扳（bān）手擴力，保證足夠的拆卸扭（niǔ）矩。當刀杆圓螺母擰鬆，自鎖（suǒ）消失以後，拔出插銷和螺母。再繞圓扳手尾部（bù）的軸旋（xuán）轉，將螺母座（zuò）脫離開口槽（cáo）。手動旋鬆珩磨頭的圓螺母將刀杆卸下。該工具通過叉型扳手的開口槽、插銷與螺母座實現快速切換擴力狀態與快速拆除狀態。

圖8　銷插入開口槽結構

5    結束（shù）語

本工具結（jié）構簡單，製造維護方便，可靠性好。此外，其可操作性強，使用方便靈活，拆裝珩磨頭（tóu）效果顯著，生（shēng）產效率高，有較大的推廣價值。