車床卡盤鎖緊安全扳手的研制

摘 要:在高等職業(yè)教育教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)更具重要作用。車工實(shí)訓(xùn)是工科高職和中職院校的重要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。本文研制的車床卡盤鎖緊安全扳手，從實(shí)訓(xùn)設(shè)備和工具方面考慮，大大提高了車工實(shí)訓(xùn)的安全性，對(duì)職業(yè)教育具有重要意義。

關(guān)鍵詞:卡盤鎖緊扳手 主桿 套筒 前后端蓋 彈簧 彈出機(jī)構(gòu)

0 引言

實(shí)踐教學(xué)在職業(yè)教育中占有重要地位，高等職業(yè)教育理論要求職業(yè)院校必須突出實(shí)踐教學(xué)的地位，體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)理念。實(shí)踐教學(xué)主要由實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)組成，其中實(shí)訓(xùn)更為重要。實(shí)訓(xùn)教學(xué)既要求保證效果，又必須重視安全。

車工實(shí)訓(xùn)是工科高職和中職院校的重要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。本文研制的車床卡盤鎖緊安全扳手，從實(shí)訓(xùn)設(shè)備和工具方面考慮，大大提高了車工實(shí)訓(xùn)的安全性，對(duì)職業(yè)教育具有重要意義。

1 車床卡盤鎖緊安全扳手的設(shè)計(jì)思路

車床卡盤鎖緊安全扳手的設(shè)計(jì)主要遵循繼承性、安全性、方便性和推廣性等原則。繼承性即繼承傳統(tǒng)卡盤鎖緊扳手的合理部分:安全性即使卡盤鎖緊扳手具有安全性:方便性即卡盤鎖緊扳手使用方便;推廣性即卡盤鎖緊安全扳手造價(jià)低，有推廣價(jià)值。

2 車床卡盤鎖緊安全扳手的設(shè)計(jì)與制造

2.1 整體設(shè)計(jì)傳統(tǒng)卡盤鎖緊扳手的安全缺陷主要表現(xiàn)為缺少彈出機(jī)構(gòu)，從而因操作者的遺忘使卡盤鎖緊扳手滯留在卡盤上，當(dāng)車床主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)使扳手飛出，造成安全事故。安全鎖緊扳手的整體設(shè)計(jì)主要是增加了由主桿、套筒、前后端蓋、彈簧組成的彈出機(jī)構(gòu)，如圖所示。

2.2 主桿的設(shè)計(jì)與制造主桿的設(shè)計(jì)主要依據(jù)繼承性原則。卡盤鎖緊扳手的主桿的尺寸經(jīng)過前人的反復(fù)驗(yàn)證，其合理性不容質(zhì)疑，因此，卡盤鎖緊安全扳手的主桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要繼承傳統(tǒng)的卡盤鎖緊扳手，只是為了便于套筒和彈簧的安裝與定位而做小的改動(dòng)，增加了軸肩結(jié)構(gòu)。

主桿的制造:主桿主要承受扭矩作用，要求具有較高的強(qiáng)度和硬度，足夠的韌性;另外，要求一定的耐蝕性。主桿材料選用45鋼，選擇圓鋼毛坯。主桿的熱處理選用調(diào)制處理。

2.3 搬桿的設(shè)計(jì)手柄的形狀和尺寸與傳統(tǒng)的卡盤鎖緊扳手基本相同。唯一改進(jìn)的內(nèi)容是:為了增加其與主桿孔的摩擦，防止從主桿孔滑出而擠傷操作者，在其中間部位設(shè)計(jì)了滾花結(jié)構(gòu)。搬桿選擇45鋼圓鋼制造，要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理并進(jìn)行磷化處理，保證其強(qiáng)度和耐蝕性。

2.4 套筒及其前后端蓋的設(shè)計(jì)套筒及其前后端蓋是影響車床卡盤鎖緊安全扳手安全性和方便性的重要零件。套簡(jiǎn)及其前后端蓋與主桿裝配后，主桿四方部分伸出前端蓋的長(zhǎng)度決定了卡盤鎖緊安全扳手的安全性和方便性:伸出長(zhǎng)度過長(zhǎng)，壓力彈簧處于標(biāo)準(zhǔn)壓縮狀態(tài)，彈簧伸出后仍有過長(zhǎng)的主桿四方停留在卡盤孔內(nèi)，卡盤鎖緊安全扳手就不能從卡盤孔內(nèi)自動(dòng)彈出而脫落，車床啟動(dòng)時(shí)鎖緊扳手仍會(huì)飛出傷人，從而失去卡盤鎖緊安全扳手的安全性;伸出長(zhǎng)度過短，主桿四方插入卡盤孔困難，操作者使用不便，從而失去卡盤鎖緊安全扳手的方便性。多次試驗(yàn)表明，主桿四方部分伸出前端蓋的伸出長(zhǎng)度以3～5mm為宜。

為了保證主桿，要求套筒與主桿之間有定位結(jié)構(gòu)，并且具有調(diào)節(jié)功能。根據(jù)軸上零件的定位原理，套筒與主桿之間的定位采用軸肩定位，定位結(jié)構(gòu)為主桿的軸肩和套筒的后端蓋內(nèi)孔。套筒與后端蓋采用螺紋連接，通過螺紋旋合長(zhǎng)度的改變來調(diào)整四方合適的伸出長(zhǎng)度。實(shí)現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。

2.5 彈簧的設(shè)計(jì)彈簧是影響車床卡盤鎖緊安全扳手安全性和方便性的重要零件。彈簧的彈力過小，操作者松開手時(shí)卡盤鎖緊安全扳手不能自動(dòng)彈起而從卡盤上滑落，卡盤鎖緊安全扳手將失去其安全性;彈簧的彈力過大，操作者壓下安全扳手鎖緊卡盤時(shí)需要較大的力，卡盤鎖緊安全扳手的使用方便性下降。影響彈簧彈力的主要因素是彈簧絲的直徑，因此，彈簧的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是彈簧絲的直徑的的確定。為了卡盤鎖緊安全扳手能從卡盤卡盤上自動(dòng)彈起，要求彈簧的彈力大于或等于卡盤鎖緊安全扳手的重量，同時(shí)考慮常人手臂的力量，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，確定彈簧絲的直徑為φ1.5。該彈簧屬于小彈簧，選用65Mn鋼，其熱處理工藝選用淬火+中溫回火，以保證其彈性。