鉸珩磨頭的拆卸工（gōng）具優化

鉸（jiǎo）珩是發動機連杆大（dà）孔的精加工工序，能夠提高孔的圓度和表（biǎo）麵（miàn）質量。鉸（jiǎo）珩磨頭與機床主軸的（de）聯接采用7∶24錐柄定位，圓螺母鎖緊刀柄法蘭的結構。原有拆卸裝置使用圓螺（luó）母（mǔ）扳手和錘子敲擊的方式，存在易損壞機床主軸和操作安全隱患的（de）問題（tí）。介紹了根（gēn）據實際機床（chuáng）使用情況自主設計的一種鉸珩磨頭的拆卸工具。該工具適合在所有圓螺母鎖緊結構的珩磨頭（tóu）拆裝場合使用，具有極大的推廣價值。

1    序言（yán）

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

2    背景介紹（shào）

連杆的（de）AF90是（shì）對連杆大孔珩磨的（de）工序（見圖1），加工（gōng）精度（dù）φ （50.606±0.006）mm。連（lián）杆大孔在發動機裝配過程中與曲軸連杆頸配合，將活塞的爆炸做功通過連杆傳遞到曲軸（zhóu）。連杆與曲軸的配合精度直接影響發動機運行過程的平穩性和噪聲強弱（ruò），因此連杆大孔采用珩磨工藝。珩磨是利（lì）用珩磨頭（tóu）（見圖2）上圓周分布的砂條（油石）對（duì）內孔表（biǎo）麵進行光整加工的一種（zhǒng）工藝。其工作過程是心軸在彈簧力的作用下向上頂起，膨（péng）脹塊徑向收縮。當珩（héng）磨頭進入到連杆大孔中，機（jī）床主軸（zhóu）內的推杆推動心軸克服彈簧力向下運動。通過心軸和膨脹塊的錐麵配合，將心軸的向下（xià）運動轉換為膨脹塊的徑向擴張。固定在膨脹塊外緣的砂條貼在工件內孔表麵。珩磨機主軸開始旋轉和（hé）軸向（xiàng）往複運動，實現對孔壁表麵的磨削（xuē）加工（gōng）。由於珩磨（mó）需要實現（xiàn）砂條的徑向膨脹運動，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（lián）接結構。原有的珩（héng）磨頭更換拆裝方（fāng）式：對刀杆（gǎn）起鎖緊作用的圓（yuán）螺母外套一個專用扳手（shǒu），用（yòng）錘子敲擊扳手，利（lì）用主軸的慣性和敲擊的衝擊力拆卸珩磨頭。

該方式（shì）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擊。AF90珩磨機是精密加工（gōng）設備，長（zhǎng）期靠敲擊主軸拆卸珩磨頭會造成主（zhǔ）軸跳動增加，珩磨後孔壁（bì）產（chǎn）生振紋。造成（chéng）設備（bèi）損（sǔn）壞（huài），增加維修成本和停機損失。

2）通過錘子敲擊的方式，需要有（yǒu）較（jiào）大的手臂擺動量，才能積累起足夠的（de）動能。機床內部結構較小，手臂水平方向（xiàng）揮動（dòng）容易撞到機床內部（bù）支架，造成人員受傷等問題。存在較大生產安全隱患。操作人員長時（shí）間蜷縮在機床中揮（huī）動錘子（zǐ），手部、腰（yāo）部疲勞容易造成肌肉拉傷，人機工程問（wèn）題亟待解決。

為了解決這一（yī）問題，我（wǒ）們起初嚐試使用橡膠錘子敲擊專用扳手的拆卸方式，利用橡膠材（cái）料的黏彈（dàn）性可以有（yǒu）效減緩敲擊過（guò）程中的衝（chōng）擊，減（jiǎn）少對（duì）機床主軸的損傷，避免手（shǒu）部被振麻（má）導致錘子脫手等安全隱（yǐn）患。但橡膠錘子（zǐ）的衝擊動能遠遠小於鋼製（zhì）錘子，所以拆（chāi）珩磨頭的效（xiào）率比鋼製錘子低。

3    新工具結構（gòu）

設（shè）計製（zhì）造了一種珩磨頭的拆卸工具（見圖3），能夠使操作人員（yuán）輕鬆地拆除珩磨頭，改善人機工程問（wèn）題（tí）。避免敲（qiāo）擊主軸，減（jiǎn）少對機（jī）床主軸（zhóu）的損傷。

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（zài）主軸的（de）錐孔中；限位圈套在絲杆（gǎn）傳動軸外；圓扳手套在珩磨頭鎖（suǒ）緊螺母外；齒（chǐ）輪支架端蓋固定在齒輪支架上；齒輪安（ān）裝在齒輪支架內部，齒條能沿著齒輪（lún）支架（jià）上下移動，齒輪能與齒條齧合；杠（gàng）杆手柄通過能繞齒輪支架上的銷旋轉，齒條（tiáo）上的銷能沿（yán）著手柄中（zhōng）的鍵槽（cáo）移（yí）動；絲杆傳動軸穿過齒輪支架，穿過齒輪的孔，通過鍵與齒（chǐ）輪聯結。再穿過齒輪支架（jià）端蓋；滑塊鎖緊螺杆通（tōng）過螺（luó）紋聯（lián）接在圓（yuán）扳手的（de）螺紋孔內，滑塊安（ān）裝在圓扳手的方槽內，並能在滑塊（kuài）鎖緊螺杆的台階麵牽引（yǐn）下沿著方槽的軸向移動。

操作過程：將圓扳手（shǒu）上的（de）凸（tū）台按照珩磨頭（tóu）鎖緊螺母上的凹槽（cáo）套入，轉動滑塊鎖緊螺杆上的滑塊鎖緊螺母，將滑塊沿著（zhe）圓扳手手柄的方向向前移動，卡入珩磨頭鎖緊螺母（mǔ）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，沿著絲杆傳動（dòng）軸轉動螺母座，直到螺母座位置與叉（chā）型扳手（shǒu）位置（zhì）對齊時，將螺母座放入叉（chā）型扳手的開口槽中，並插（chā）上插銷（xiāo），將螺母（mǔ）座鎖緊在叉型扳手的開口槽中。向下轉動杠杆扳手，通過齒條、齒（chǐ）輪、絲杆傳動軸在叉型扳手和圓扳手之間產生一個扭矩，鬆開珩磨頭鎖緊螺母。

4   本工具的優勢與創新點

1）利用一個叉型（xíng）扳（bān）手和一個（gè）圓扳手之間以絲杆運動產生軸向擴張力（lì）（見圖5）。通過絲杆、螺母和扳手將直線移（yí）動轉換為扭轉珩磨頭（tóu）鎖緊螺母的旋轉運動（dòng）。通過平（píng）穩的力矩代替（tì）原有敲擊力的方式，消除了對機床的衝擊（jī），避免對主軸的（de）損（sǔn）傷和操（cāo）作過程（chéng）中的安全隱患。

圖5　叉型扳手和圓扳手結構

1—滑（huá）塊　 2—滑塊鎖緊螺杆　 3—圓板手 　4—叉型扳手

2）利用齒輪齒條結構將手臂（bì）垂直向下的力矩轉換為（wéi）螺母拆卸的（de）水平方向力矩（見圖6），便於（yú）施力。原（yuán）有拆刀方式在水（shuǐ）平麵（miàn）內揮動錘子敲擊（jī）專用扳手，不便於在（zài）機床內部狹小空（kōng）間內操作。同時機床主軸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（yī）定角度（dù），需要（yào）再將珩磨頭和專用扳手旋轉回到原有位置。本工具（jù）拉動杠杆扳手的力是（shì）豎直向下的，力（lì）的方向與（yǔ）主軸剛性（xìng）方向相同（tóng），不會引起主（zhǔ）軸（zhóu）的旋轉，操作安全方（fāng）便。

3）通過齒（chǐ）條上的（de）銷，杠杆扳手在齒輪座上的支點達到擴力的結構（見圖7），增加力（lì）矩減輕工人勞動強度。

4）圓扳手上有一（yī）個絲杆控製的鎖緊滑塊，其類似平口（kǒu）鉗通過絲杆控製（zhì）活（huó）動鉗口移動的結構。當順時針旋（xuán）轉滑塊鎖（suǒ）緊（jǐn）螺杆，滑塊沿著絲杆軸向（xiàng）向前（qián）移動（dòng）到鎖緊珩磨頭的圓螺母上端麵。與套在圓螺母上（shàng）的圓扳手配合，將（jiāng）圓扳手軸向固定在鎖緊螺母上，保證該工具能夠固定在珩磨頭圓螺母上，方（fāng）便後序裝拆操作。

5）叉型扳手遠離主軸的一端是開（kāi）口槽。用一個銷插入開口槽，達到快速封（fēng）閉的結構（gòu）（見圖8）。螺母座與叉型扳手開口槽位置較遠時，用手繞絲杆傳動軸轉動螺母座，待螺（luó）母座達到開口槽位置時，再繞圓扳手尾部的軸旋轉，將螺母座卡入開口槽，插上插銷通過扳手擴力，保證足夠的拆卸扭矩。當刀杆圓螺母擰鬆，自鎖（suǒ）消失以後，拔出插銷和螺母。再繞圓扳手尾部的軸旋轉，將螺母座脫離開口（kǒu）槽。手動旋鬆珩磨頭的圓螺母將刀杆卸下。該工具（jù）通過叉型（xíng）扳手的開口槽、插銷與螺母座實（shí）現快速切（qiē）換擴力狀態與快速拆（chāi）除狀態。

圖8　銷插入開口槽結構

5    結束語（yǔ）

本（běn）工具結構簡單，製造維（wéi）護方便，可靠性好。此外，其可操作性強，使（shǐ）用（yòng）方便靈活，拆裝珩磨頭效果顯著，生產效率高，有較大的推廣價值。