林 虹 葉 盾 葉 浩 潘 恒

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自動活塞環(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭設(shè)計(jì)

林 虹 葉 盾 葉 浩 潘 恒

（安慶機(jī)床有限公司 安徽安慶 246005）

活塞環(huán)是發(fā)動機(jī)汽缸體內(nèi)的主要摩擦副，它的質(zhì)量如何直接影響到發(fā)動機(jī)的性能、工作可靠性和使用壽命。由于活塞環(huán)在氣缸體內(nèi)承受著高壓以及因摩擦而產(chǎn)生的高溫，工作條件極為惡劣，所以活塞環(huán)是發(fā)動機(jī)中最容易磨損的零件，一般使用壽命均不長，需要頻繁更換，造成活塞環(huán)市場需求量很大。為了提高了異形活塞環(huán)的加工效率，滿足市場需求，設(shè)計(jì)制造了一種自動活塞環(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭。提出了液壓異形夾頭的技術(shù)方案及工作原理，解決了自動活塞環(huán)切割機(jī)的自動切割、循環(huán)加工的技術(shù)問題。同時介紹了自動活寒環(huán)切割機(jī)的結(jié)構(gòu)，目的是使液壓異形夾頭能合理的安裝在活寒環(huán)切割機(jī)上使用。

異形夾頭 結(jié)構(gòu) 原理 自動活塞環(huán)切割機(jī) 活塞環(huán)

1 概述

活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)兩種，活塞環(huán)的作用可分為：密封氣體；均勻分布?xì)飧妆谏系臐櫥停⒎乐節(jié)櫥透Z入燃燒室；導(dǎo)出活塞上的熱量；支承活塞，防止活塞直接與氣缸壁接觸?；钊h(huán)工作的好壞直接影響發(fā)動機(jī)的性能、工作可能性和使用壽命。活塞環(huán)－氣缸體是發(fā)動機(jī)中主要的摩擦副之一，也是工作條件最為惡劣和磨損最為嚴(yán)重的摩擦副，因此，活塞環(huán)的使用壽命均不長，報廢率很高，市場也就需要更多的活塞環(huán)。

由于國內(nèi)活塞環(huán)產(chǎn)能充裕，產(chǎn)品價格相對較低，吸引了東南亞、中東、非洲和俄羅斯等國家和地區(qū)很多企業(yè)到中國采購。此外，歐、美、日韓等國的企業(yè)利用中國廉價勞動力，將中低檔次的活塞環(huán)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到中國，這就給中國活塞環(huán)企業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。為此，國內(nèi)企業(yè)必須加強(qiáng)自主研發(fā)，掌握各項(xiàng)技術(shù)原理，致力于新技術(shù)研究，走高端技術(shù)路線，主動推進(jìn)新技術(shù)在生產(chǎn)上的應(yīng)用。

在活塞環(huán)加工中，有種耐磨環(huán)（二道環(huán)）必須切割成兩片或三片，而此環(huán)是由兩“漸開線”組成的異形環(huán)。傳統(tǒng)的加工方法是將車床夾頭磨成與異形環(huán)相同的形狀，由手工停車裝夾夾緊，然后開車切割，效率極低。對此提出了一種提高異形活塞環(huán)加工效率的自動活塞環(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭?！白詣踊钊h(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭”安裝在活塞環(huán)切割機(jī)床的主軸上，循環(huán)自動切割異形活塞環(huán)，凸顯了自動切割、循環(huán)加工，大大提高了異形活塞環(huán)的加工效率。

2 自動活塞環(huán)切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)

自動活塞環(huán)切割機(jī)包括箱體、主軸箱與主軸、打料總成、切削總成、進(jìn)料道和控制柜組成。（如圖1、圖2 所示）。

將夾頭體與主軸連接，夾頭體通過夾頭上沉孔和止口與主軸前端連接。進(jìn)油口通過管道與切割機(jī)上的油路連接，在不停車的情況下，異型活塞環(huán)在進(jìn)料道中滾向打料總成，打料總成上氣缸工作，把異型活塞環(huán)打入夾頭體上，油閥打開，卡爪漲緊，切削總成拖板工作，刀具切割完成加工，切削總成退后，液壓油泄壓，完成工件的脫料，再次循環(huán)達(dá)到自動生產(chǎn)的目的。

圖1 自動活塞環(huán)切割機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 自動活塞環(huán)切割機(jī)右視圖

功能夾頭作為機(jī)床的重要附件，在數(shù)控機(jī)床中有著廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)制造對機(jī)床性能要求的不斷提升，功能夾頭在各種中高檔數(shù)控機(jī)床中，也越來越多地被采用。

3 異形夾頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

“自動活塞環(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭”所采用的技術(shù)方案是：它包括夾頭體，夾頭體的尾部設(shè)有進(jìn)油環(huán)槽，進(jìn)油環(huán)槽外安裝密封環(huán)，密封環(huán)上開有進(jìn)油口，從夾頭體的頭部中心到進(jìn)油環(huán)槽設(shè)有油道，夾頭體的頭部固定安裝分流塊，分流塊的底部與油道連通，分流塊的外圍設(shè)有四個卡爪，分流塊內(nèi)部分別安裝有與各卡爪連接的活塞桿，卡爪分別通過壓簧與各自的壓塊板連接，各壓塊板均與夾頭體固定連接。夾頭體設(shè)有沉孔和止口。

（a）

（b）

圖3 自動活塞環(huán)切割機(jī)液壓異形夾頭示意圖

4 異形夾頭工作原理

本方案利用液壓各處壓力相等的原理，且在夾頭體上采用進(jìn)油環(huán)槽、開有進(jìn)油口的密封環(huán)、油道、分流塊內(nèi)部的活塞桿。將夾頭體安裝在自動活塞環(huán)切割機(jī)的主軸上，當(dāng)異型活塞環(huán)套上泄壓，活塞桿沒有推力時，壓簧工作，推回卡爪和活塞桿，完成工件的脫料。因液壓各處壓力相等，且環(huán)割斷無需自動定心，使得異形活塞環(huán)能夠順利割斷，如此循環(huán)使用，完成自動加工。因此，本方案大大提高了異形活塞環(huán)的加工效率。

該結(jié)構(gòu)還可以改變夾頭體上油道，使油均勻的分流到四個壓板塊上，將活塞桿裝入壓板塊內(nèi)，在液壓油增壓時，推動活塞桿，使得活塞桿向內(nèi)移動卡爪，壓簧裝入原分流塊上。此夾頭即變成向內(nèi)夾緊的異形夾頭。

5 結(jié)語

由于活塞環(huán)是發(fā)動機(jī)中的重要零件，特別在汽車發(fā)動機(jī)上，需求量巨大，所以該異形夾頭最適宜在汽車零部件的生產(chǎn)上應(yīng)用。目前，該異形夾頭已完成樣機(jī)試驗(yàn)，取得了發(fā)明專利，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。中國既是世界汽車市場的大國，也是汽車零部件市場的大國。隨著汽車整機(jī)和零部件市場的發(fā)展，汽車發(fā)動機(jī)對活塞環(huán)的需求量會越來越大，也預(yù)示著液壓異形夾頭會有廣闊的應(yīng)用前景。