多功用車床扳手的設計與製作（zuò）--車床（chuáng）刀架扳手和卡盤扳手的優化組合-數控機床市場網

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多（duō）功用車（chē）床扳手的設計與製作--車床刀架扳手和卡盤扳手的優化組合

2020-2-3 來源：中山市第一中等職業技術學（xué）校作者：趙榮歡，孫天煥，羅健

1、產生背景

在普通車床和數控車床的實際操作過程中，拆裝工件（jiàn）和刀具是（shì）非常頻繁發生的（de）工作程序，所以卡（kǎ）盤扳手和刀架扳手使用頻率非常高，在使用過程中容易出現亂拿亂放、錯拿錯放的情況，影響生產（chǎn）效率和車間管理，並存在一定的安全（quán）隱患，具體情況如下:

1) 一個產品在加工過程中需要經過多次工件、刀具的拆裝，由於機床配備的卡盤扳手和刀架扳手（shǒu）的基本尺寸是一樣的，外形（xíng）結構相似，唯一的區別就是端（duān）部一凸一凹。因此實際工作中很容易拿錯（cuò），如果每次都（dōu）花（huā）多幾秒找（zhǎo）工具，積累下來，勢必（bì）對生（shēng）產效率和經濟效率產生一定程度的（de）影響（xiǎng）。

2) 裝夾工（gōng）件時（shí）憑卡盤扳手的力（lì）量往往（wǎng）不能夾緊（jǐn）工件，需要與加力杆配合使用，由於（yú）手柄強度不夠，容（róng）易造成手柄彎曲變形，具有安全隱患。如圖1 所示。

圖 1 彎曲變形的卡盤扳手

圖 2 兩扳手使用過程雜亂

3) 卡盤扳手和刀架（jià）扳手配（pèi）件較多（duō）( 四個零部件)，如圖 2 所（suǒ）示。從車間 7S 管理的角度看，有精簡、整合的必要。

俗話說（shuō）:“三分技術（shù）七分工具”，好的工具用起來得（dé）心應手，產品質量高，生產效率也高。針對以上問（wèn）題，可否把卡盤扳手和刀架扳手合二為一，研發一個（gè）便捷、質優、一體（tǐ），便於管理和使用的工具來改變這種現狀呢（ne）? 帶著這個想法，經過（guò）反複論（lùn）證、設計，多次（cì）改進，終於完成了多功用車床扳手(刀卡（kǎ）組合扳手) 的製作。本（běn）文就該產（chǎn）品的工（gōng）作原（yuán）理、結構、功（gōng）能及創新性等方麵做簡單介紹。

2 、工作原理

該多功能組合扳手主要由扳手主體和手（shǒu）柄兩個部件組成，如圖 3 所示。使用起來手感更好，轉換（huàn）便捷，很好的解決了原來卡盤扳（bān）手和刀架扳手配件較（jiào）多、區分難，配合加力杆（gǎn）裝夾時手柄容易彎曲變形、強度不夠和管理（lǐ）亂的問題，大大的提高了（le）生（shēng）產效率。

圖（tú） 3 組裝示意圖

其工（gōng）作原理如（rú）下（xià）:首先在卡盤扳手方（fāng）軸處套入大彈簧，卡盤扳手體與刀架體扳手相配合;然後銷套入小彈簧穿（chuān）過刀架扳手體和卡盤扳手體，與螺母連接，銷（xiāo）和螺母與兩扳手體之間有一定的軸向間隙，用於保證滑移過程靈活;最後把手柄裝入卡盤扳手體的孔中，組裝完成。當手推刀架扳手體時帶動彈簧插銷機構（gòu）滑移，滑移到銷孔位置時小彈簧的彈（dàn）力讓螺母牢固（gù）的卡在銷孔，卡盤四（sì）方軸工（gōng）作麵露出，可以正常裝夾工件，如圖 4(a)所示;要切換刀架（jià）扳手時，手（shǒu）按銷頭，讓螺母與銷孔分離，大彈簧的彈力把刀架扳手體自動彈回原（yuán）位，方孔露出並可以進行刀（dāo）具裝夾，如圖（tú） 4(b) 所示。在機構（gòu）設計時，一定要保證滿（mǎn）足兩種工作狀態下工作麵的有效尺寸。

圖 4 卡盤（pán）與刀架之間的切換（huàn）

3 、主要零部件( 或機構) 的設計：

3． 1 可相互配（pèi）合的刀架板（bǎn）手（shǒu）體和卡盤扳手體。如（rú）圖 5 和圖 6 所示，首先把卡盤扳手設計做成剛性好（hǎo）的板手體，在尺寸上卡（kǎ）盤扳手體（tǐ）的外圓、方軸與刀架（jià）扳手體的內孔、方孔相配合，並保證存在小量的間隙，然後卡盤扳手體左端圓孔? 15 位置設計要合理，不能影響卡盤（pán）扳手體（tǐ）和（hé）刀架扳手體之前的滑動，右端四（sì）方（fāng）軸要配合刀架（jià）扳手（shǒu）體來設計，而且（qiě）要尺寸準確，做到夾（jiá）緊工件時能伸出適當的長（zhǎng）度，當要夾緊刀具的時候回縮到裏麵，讓刀架扳手體的四方（fāng）孔有合理的（de）工作深度。

圖 5 相互配（pèi）合的卡（kǎ）盤扳手體（tǐ）的設計

圖 6 相互（hù）配合的刀架扳體的（de）設計

3． 2 彈簧插銷機構。在卡盤（pán）扳手和刀具（jù）扳手工作時，工作麵有沒有固（gù）定機構是影響（xiǎng）工（gōng）作效率的重要因（yīn）素，當沒有固定，在裝夾工（gōng）件時用力壓卡盤扳手體，雖然能防止卡盤扳手插在卡盤（pán）上，起到保（bǎo）護作用，但（dàn）裝夾一直要有（yǒu）壓力，並且還要對準卡盤扳手（shǒu）口（kǒu），這樣不利於操作;當使用（yòng）螺釘緊（jǐn）固方式時，頻繁鬆（sōng）緊螺釘，大大影響拆裝工件與刀具的效率。為了達（dá）到便捷、快速的切換，我們在兩扳手體的連接部位（wèi）加入彈簧插銷機構，設計如圖 7 所示。兩扳手體配合能（néng）靈活運動後就設計和加工彈簧插銷機構部位（wèi），由於卡盤扳手體要（yào）在刀架（jià）扳（bān）手體內自由的滑動，所以在卡盤扳手（shǒu）體精確的位置設計出行程孔，並把插銷孔 Φ10 做好，這兩孔意（yì）義（yì）重大，如何（hé）保證裝夾時的（de）工作深度就靠這（zhè）個尺寸的設（shè）計，同時刀架扳手體也要針對卡盤扳手體在適當的位置設（shè）計（jì）出銷和螺母（mǔ）孔的位置。銷和螺母，如圖 8 所示，加入彈簧進行組（zǔ）裝（zhuāng），通過一推一（yī）按（àn）就能獲得卡盤與刀架扳手的切換，推上去（qù）就是卡盤扳手（shǒu），按下去則轉換為刀（dāo）架扳手。做到一推一按兩扳手相對滑動（dòng），構件動作靈活、反應（yīng）訊速。

圖 7 兩（liǎng）扳手體彈簧插銷部位的設計

圖 8 銷和螺母設計

3． 3 手柄。設計出合理（lǐ）的手柄，與卡盤扳手體的孔相配，手柄長（zhǎng）度（dù）要合適，不能在卡盤夾緊或鬆開過程中撞到（dào）床頭箱，提高裝夾過程中操作的靈活性並且手柄做到盡量的大，提高其強度。

在材料選用上，因（yīn）為卡盤扳手體、刀架扳手體、銷（xiāo）、螺母和手柄要具有良好（hǎo）的工作（zuò）性能和切削性能，並有較高（gāo）的強度，基於種種我們選用了常用的45#鋼材。兩個彈簧標準件（jiàn），完成材料（liào）的采購。

4 、使用效果

經過一個學期高強度（dù）的使用驗證，多（duō）功用車（chē）床扳手(刀卡（kǎ）組合扳手)完全達到設計的預期的（de）效果，其使用性能和工作性能完全符合要求，並且課堂（táng）上同學不用再因兩扳手不好（hǎo）用而東奔西跑了，也不會經常拿錯扳手而浪費時間了，生產的效率（lǜ）得到了最大的優化，並（bìng）且減輕車（chē）間 7S 管理的壓力，大大的提高了我們操作的規範性（xìng）和職業素養。刀卡組合（hé）扳手以新奇的功能和（hé）效（xiào）果在學（xué）校裏大受歡迎。使用示意圖如圖 9 所示。

圖（tú） 9 應用（yòng）示意圖

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