連杆大孔滾壓刀具高效安放滾珠的防錯工（gōng）具

針對連杆（gǎn）大孔滾壓刀具更換滾珠過程中存在安裝效率低、容易漏裝的技術問（wèn）題，設計製作（zuò）了一套連杆大孔滾壓刀具高效安放滾珠的防錯工（gōng）具。通（tōng）過五孔手柄上與五孔承珠轉盤不（bú）同（tóng）的（de）配合位置，實現滾珠的快速定位安裝。通過（guò）承珠轉盤上各個孔位之間（jiān）黃銅片、導線、發光二極管和3V紐扣（kòu）電池的連接，實現對漏裝滾珠的報警（jǐng）提示。有（yǒu）效地提升了連杆大孔滾壓刀具安放滾珠的效率，降低（dī）了漏裝概率。

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序 言

滾（gǔn）壓加（jiā）工是一種近幾十年興起（qǐ）的光整加工技術，具有生產效率高、表麵粗糙度值低及生產成本低的（de）優點。而且滾壓加工通過對工（gōng）件表麵擠壓產生冷作硬化後，使工件（jiàn）表麵（miàn）的硬度和疲勞強度大（dà）大提高，這是傳統金屬切削光整加工工藝所無法比擬的優勢。在一（yī）定（dìng）程度上其能代（dài）替工件表麵淬火工藝，可以大幅提升（shēng）機械產品的使用壽命。發動機連杆（gǎn）作為大（dà）批量生產的零件尤其適用滾壓工藝。

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問題（tí）背景

EA888發動機的連杆小孔（kǒng）是發動機（jī）上精度最高的部分（fèn），其孔徑精度高達φ（23.013±0.005）mm。孔的表麵輪廓粗糙度值要求（qiú）Rz＝1.8mm。製造（zào）上（shàng）采用“鑽→粗鏜→半精鏜（táng）→精鏜→滾壓”的工藝路線，其中滾壓是最終工序，即用滾刀（見圖1）的（de）滾珠對連杆小孔表麵進行滾壓加工。滾壓承擔著保證尺寸精度、表麵粗糙度同時在工件（jiàn）表麵擠壓形成一層（céng）冷（lěng）作硬化層的重要作用。而滾壓（yā）刀具上的鋼製滾珠就是與連杆小孔表麵直（zhí）接滾壓成形的核心元件，滾珠的安裝要求是一次換（huàn）裝5顆。

圖1　連杆（gǎn）小孔滾刀1—切削液管　2—刀柄　3—彈簧　4—安（ān）裝有軸承的套管　5—滾珠（共５顆呈72°均布）

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技術難點

1）單顆滾珠安裝存在漏裝的風險，一（yī）旦少裝一顆滾珠，加工時，在不平衡的徑向力作用（yòng）下會使滾壓刀具產生彎曲（qǔ）變形，導致零件報廢。嚴重（chóng）的會影響機床主軸的回轉精度，造成（chéng）機床不能保證加工穩定性和精度的（de）要求（qiú）。以前就發生過操作人（rén）員漏裝滾珠而導（dǎo）致的事故，造成滾（gǔn）刀報（bào）廢。2）滾壓是一種高精度的（de）加工方式，滾珠（zhū）的直（zhí）徑（6±0.02）mm有很嚴格的要求。但有時滾珠中會（huì）混有直徑嚴重偏大的滾珠（由（yóu）於滾刀的結構和工作原理，直徑偏大的（de）滾（gǔn）珠也能安裝到滾刀刀柄中），在（zài）滾壓過程中（zhōng）會造成連杆小孔表麵精度超差。而滾珠直徑的差異依靠操作人員肉眼很難發現。3）手工一（yī）顆一顆安裝滾珠（見圖2）效率較低。圖2  手工安裝（zhuāng）滾珠

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現有技術的弊（bì）端

現（xiàn）有技（jì）術中已經有如下解決方案，但都存在問題。

（1）針對更換滾珠（zhū）效（xiào）率較低的問題　可以采用增加一些備用刀具，多名操作人員在設備運行的同時在機床外對備用刀具安裝，使得（dé）安裝時間不占用換刀時間。該方案本質上隻是緩解矛盾，並沒（méi）有從根（gēn）本上提升效率。

（2）針對單顆滾珠安裝存（cún）在（zài）漏裝的風險　可以加強操作人員責任心的教（jiāo）育。在操作人員安裝刀具後由班長再進行一次檢驗。該方案在操作（zuò）人員高強（qiáng）度勞動、倒夜班等精神疲勞的狀態下依然存在漏裝的（de）風險，班（bān）長複檢會增加（jiā）班長的勞動（dòng）強度。

（3）針對滾（gǔn）珠中會混有直徑嚴重偏大（dà）的滾珠的問（wèn）題（tí）　在換刀前用千分尺對滾珠的直徑進行測量，將直徑超差的滾珠挑選出來。該方案費時費力（lì），操作過程中為了保證滾珠的清潔度，事先必須嚴（yán）格清潔（jié）所用的工具和千分尺，操（cāo）作過程中必須帶全新的（de）手（shǒu）套，且操作過程十分不方便。

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解決措施

設計製作一種連（lián）杆小孔滾壓刀具高效安放滾珠的防錯（cuò）工具（見圖3），可實現（xiàn）低成本、準確（què）、高效地放置滾珠。

圖3  連杆小孔滾壓刀具高效安（ān）放滾珠的防（fáng）錯工（gōng）具（jù）三視圖

該裝（zhuāng）置詳細技（jì）術特征（zhēng）如下。

1）在五孔（kǒng）手柄上安裝1個五孔的承（chéng）珠轉盤，通過限位銷控製孔眼對齊的（de）導通（tōng）位置（見圖4）和孔眼錯位（wèi）的截止位置（見圖（tú）5）的兩個工（gōng）作位。

2）在承珠轉盤上（shàng）的5個孔眼中安裝帶黃銅彈簧片的（de）塑（sù）料套，他們之間用導（dǎo）線與發光二極管和3V紐扣電池（chí）相連。

3）在手柄上的5個孔的直徑為滾珠直徑尺寸上偏差。

圖4  導通位（wèi）置 
圖（tú）5  截止位置

連接關（guān）係（見圖6所示裝配圖）：在手柄上有5個與滾刀安裝（zhuāng）滾（gǔn）珠口位置相吻合的落珠孔，且落珠（zhū）孔（kǒng）的（de）直徑尺寸是滾（gǔn）珠的直徑上偏差尺寸；承珠轉盤上（shàng）與手柄（bǐng）通過軸和螺釘聯接，且承（chéng）珠（zhū）轉盤（pán）能繞著軸旋轉；手柄上有2個限位銷，分別對（duì）應承珠轉盤上5個承珠孔與手柄上5個與滾刀安裝滾（gǔn）珠口位置相（xiàng）吻合的落珠孔對齊與錯開的位置；承珠轉盤上5個承珠孔中定向安裝（zhuāng）有（yǒu）塑料套；塑料套的兩側安（ān）裝有黃銅彈簧片；黃（huáng）銅彈簧片以軸的（de）軸心線按圓（yuán）周方向分布；黃銅彈簧片之間和發光二極管、紐扣電池用導線串聯連接。操作步驟：使用時將該工具的承珠轉盤上5個承珠（zhū）孔與手柄（bǐng）上5個落（luò）珠孔撥到錯（cuò）開呈截止狀態（tài）（見（jiàn）圖8），伸入裝有滾珠的罐子（zǐ）中挖取滾珠（見圖9），當承珠轉盤上（shàng）5個（gè）承珠孔中有滾珠時，黃銅彈性片（piàn）、發光二極管（guǎn）與紐扣電池之間（jiān）形成（chéng）串聯回路，發光二極管發光，證明沒有漏裝滾珠，達到防錯目的。然後將（jiāng）該工具手柄上的5個落珠（zhū）孔對（duì）準滾刀安裝滾珠口，轉動承珠轉盤到落珠限位銷位置，承珠轉盤上（shàng）5個承珠孔與手柄上（shàng）5個落珠孔對齊（見圖10）。滾珠在（zài）重力（lì）的作用下自動落入滾刀滾珠（zhū）安裝孔。沒有落下的滾珠就是直徑尺寸偏大的（de）滾珠，達到檢驗滾珠直徑的目的。

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使用（yòng）效果

1）從滾珠（zhū）盒（hé）子中一次挖取可同時安裝5顆（kē）滾（gǔn）珠，不需要一顆顆滾珠手（shǒu）工擺放，操作效率高。

2）利用5顆鋼製滾（gǔn）珠在承珠孔中形（xíng）成串聯電路（lù），具有防止漏裝的作用，可以避免人為操作失誤，可靠性高。

3）利用手柄上（shàng）的5個落珠孔（kǒng）的直徑限製，能夠剔除直徑尺寸偏大的（de）滾珠。

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結束語

本裝置具有操（cāo）作簡單（dān）、可靠高效的特點（diǎn），在安裝多顆滾珠的（de）裝配場合有很大的（de）推廣價值。