林 虹 葉 盾 葉 浩 潘 恒

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自動活塞環(huán)切割機液壓異形夾頭設計

林 虹 葉 盾 葉 浩 潘 恒

（安慶機床有限公司 安徽安慶 246005）

活塞環(huán)是發(fā)動機汽缸體內的主要摩擦副，它的質量如何直接影響到發(fā)動機的性能、工作可靠性和使用壽命。由于活塞環(huán)在氣缸體內承受著高壓以及因摩擦而產生的高溫，工作條件極為惡劣，所以活塞環(huán)是發(fā)動機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，設計制造了一種自動活塞環(huán)切割機液壓異形夾頭。提出了液壓異形夾頭的技術方案及工作原理，解決了自動活塞環(huán)切割機的自動切割、循環(huán)加工的技術問題。同時介紹了自動活寒環(huán)切割機的結構，目的是使液壓異形夾頭能合理的安裝在活寒環(huán)切割機上使用。

異形夾頭 結構 原理 自動活塞環(huán)切割機 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；均勻分布氣缸壁上的潤滑油，并防止?jié)櫥透Z入燃燒室；導出活塞上的熱量；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)。

由于國內活塞環(huán)產能充裕，產品價格相對較低，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)生產轉移到中國，這就給中國活塞環(huán)企業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。為此，國內企業(yè)必須加強自主研發(fā)，掌握各項技術原理，致力于新技術研究，走高端技術路線，主動推進新技術在生產上的應用。

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)切割機液壓異形夾頭。“自動活塞環(huán)切割機液壓異形夾頭”安裝在活塞環(huán)切割機床的主軸上，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)切割機總體結構

自動活塞環(huán)切割機包括箱體、主軸箱與主軸、打料總成、切削總成、進料道和控制柜組成。（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。進油口通過管道與切割機上的油路連接，在不停車的情況下，異型活塞環(huán)在進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)達到自動生產的目的。

圖1 自動活塞環(huán)切割機結構示意圖

圖2 自動活塞環(huán)切割機右視圖

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

3 異形夾頭結構設計

“自動活塞環(huán)切割機液壓異形夾頭”所采用的技術方案是：它包括夾頭體，夾頭體的尾部設有進油環(huán)槽，進油環(huán)槽外安裝密封環(huán)，密封環(huán)上開有進油口，從夾頭體的頭部中心到進油環(huán)槽設有油道，夾頭體的頭部固定安裝分流塊，分流塊的底部與油道連通，分流塊的外圍設有四個卡爪，分流塊內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。夾頭體設有沉孔和止口。

（a）

（b）

圖3 自動活塞環(huán)切割機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油環(huán)槽、開有進油口的密封環(huán)、油道、分流塊內部的活塞桿。將夾頭體安裝在自動活塞環(huán)切割機的主軸上，當異型活塞環(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。

該結構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，在液壓油增壓時，推動活塞桿，使得活塞桿向內移動卡爪，壓簧裝入原分流塊上。此夾頭即變成向內夾緊的異形夾頭。

5 結語

由于活塞環(huán)是發(fā)動機中的重要零件，特別在汽車發(fā)動機上，需求量巨大，所以該異形夾頭最適宜在汽車零部件的生產上應用。目前，該異形夾頭已完成樣機試驗，取得了發(fā)明專利，并在實際生產中得到了應用。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。隨著汽車整機和零部件市場的發(fā)展，汽車發(fā)動機對活塞環(huán)的需求量會越來越大，也預示著液壓異形夾頭會有廣闊的應用前景。