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多功用車床扳手（shǒu）的設計與製（zhì）作--車床刀架扳手和卡（kǎ）盤扳手的優（yōu）化組合

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

1、產生背景

在普通車床和數控車床（chuáng）的實（shí）際操作過程中，拆裝工件和刀具是非常頻繁發生的工作程序，所以（yǐ）卡盤（pán）扳手和（hé）刀架扳手使用頻率非常高，在使用過程中容（róng）易出現亂拿亂放、錯（cuò）拿錯放的情況，影響生產效（xiào）率和車間管理，並存在一定的安全隱患，具體情況如下:

1) 一（yī）個產品在加工過程中需要經過多次工件（jiàn）、刀具的拆裝，由於機床配備的卡盤扳手和刀架扳手的基本尺寸是一樣的，外（wài）形結構相似，唯一的區別就是（shì）端部一凸一凹。因（yīn）此實際工作中很容易拿錯，如果每次都花多幾秒找工具，積累（lèi）下來，勢必對生產效率和經濟效率產生一定程度的影響。

2) 裝夾工件時憑卡盤扳手的力量往往不（bú）能夾（jiá）緊工件，需要與（yǔ）加力杆（gǎn）配合使用（yòng），由於手柄強度不夠，容易造成手柄彎曲變形（xíng），具有安全（quán）隱患。如圖（tú）1 所示。

圖 1 彎曲變形的卡盤（pán）扳手

圖 2 兩扳手使用過程雜亂

3) 卡盤扳手和刀架扳手配件（jiàn）較多（duō）( 四個零部件)，如圖 2 所示（shì）。從（cóng）車間 7S 管理的角度看，有精簡、整合的必要。

俗話說:“三分技術七分工具”，好的工具用起來得心應手，產品質量高，生（shēng）產效（xiào）率也高。針對以上問題（tí），可否把卡盤扳手和刀架扳（bān）手合二為一，研發一個便捷、質優、一體，便於管理和使用（yòng）的工具來改變這種（zhǒng）現狀呢? 帶著這個想法，經過反複論證（zhèng）、設計，多（duō）次改進，終於完成了多功用車床扳手(刀卡組合扳手) 的製（zhì）作。本文就該產品的工作原理、結（jié）構、功能及創新（xīn）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（tǐ）和手柄兩（liǎng）個部件組成，如圖 3 所示。使用起（qǐ）來手感更好，轉（zhuǎn）換便捷，很好的解決了原來卡盤扳手和（hé）刀架扳手配件較多、區分難，配合加力杆裝夾時（shí）手（shǒu）柄容易彎曲變形、強度不夠和管（guǎn）理亂的（de）問題，大大的提高了生產效率（lǜ）。

圖 3 組裝示意圖

其工（gōng）作原理如下:首先在卡盤扳手方軸處套入大彈簧，卡盤扳手體與刀架體扳手相配合;然後銷套入小彈簧穿過刀架扳手體和卡（kǎ）盤扳手體，與螺母連（lián）接，銷和（hé）螺母與兩扳手體之間有一定的軸（zhóu）向間隙，用於保證滑移過程靈活;最後把（bǎ）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滑移，滑移到銷孔位（wèi）置時小彈簧的彈力讓螺母牢固的卡在銷孔（kǒng），卡盤四方軸工作麵露出，可以正常裝夾（jiá）工件，如圖（tú） 4(a)所示（shì）;要切換刀架扳手（shǒu）時，手按銷頭，讓螺母與銷孔分離，大彈簧的彈力把刀架扳（bān）手體自動彈回原位，方孔露出並可以進（jìn）行刀具裝夾，如圖 4(b) 所示。在機構設計時，一定（dìng）要保（bǎo）證滿足兩種（zhǒng）工作狀態下工作麵的有效尺寸。

圖 4 卡盤與刀架之間的切換（huàn）

3 、主要零（líng）部件( 或機（jī）構) 的設計：

3． 1 可相互配合的刀架板手體和卡盤（pán）扳手體。如圖 5 和圖 6 所示，首先把卡盤扳手設（shè）計做成剛性好的板手體，在尺（chǐ）寸上卡盤扳手體的（de）外圓、方軸與（yǔ）刀架扳手體的內孔、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（shè）計要（yào）合理，不能影響卡盤扳手（shǒu）體和刀架扳手體之前的滑動，右端四方軸要配合（hé）刀架扳手體來設（shè）計，而且（qiě）要尺寸準確，做到夾緊工件時（shí）能伸出適當的長度，當要夾（jiá）緊刀具的（de）時候回縮到裏麵，讓刀架扳手體的（de）四方孔（kǒng）有合理的工作（zuò）深度（dù）。

圖 5 相互配合的卡盤扳手體的設計

圖 6 相互配合的刀架扳體的設計

3． 2 彈（dàn）簧插銷機（jī）構。在卡盤扳手和刀具扳手工作時，工作麵有沒有固定機構是影響工作效率的重（chóng）要因素，當沒有固定，在（zài）裝夾工件時用力壓卡盤（pán）扳手體（tǐ），雖然能防止卡盤扳手（shǒu）插在（zài）卡盤上，起到保護作用，但（dàn）裝夾一（yī）直要有壓力，並且還要對（duì）準卡盤扳手口，這樣不利於操作;當使用螺釘緊固方式時，頻繁鬆緊螺（luó）釘（dìng），大大（dà）影響拆裝工件與刀具的效率。為了（le）達到便捷、快速的切換，我們在兩扳手體（tǐ）的連接部位加入彈簧插（chā）銷機構，設計如圖 7 所示。兩扳手體配（pèi）合能靈活運（yùn）動（dòng）後就設計和加工彈簧插銷機構部位，由於卡盤扳手（shǒu）體要在刀架扳手體內自由的滑動，所以在卡盤扳手體精確的（de）位置設計出行（háng）程孔，並把插銷孔 Φ10 做好，這兩孔意義（yì）重大，如何保證裝夾時的工作（zuò）深度就靠（kào）這個尺寸的設計，同時刀架扳手體也要針對卡盤扳手體在適當的位置設計出銷和（hé）螺母孔的位置。銷和螺母，如圖 8 所示，加入彈簧進行組裝，通過一推一按就能獲得卡盤與刀架扳（bān）手的切換，推上去就是卡盤扳手，按（àn）下去則轉換為刀架扳手。做到一（yī）推一按兩扳手相對滑動，構件動作靈活、反應訊速。

圖 7 兩扳（bān）手體彈簧插銷部位的設計

圖 8 銷和螺母設計

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

在材（cái）料選用上，因為卡盤扳（bān）手體、刀架扳手體、銷、螺母（mǔ）和手柄要具有良好的工作性能（néng）和切削性能（néng），並有較高的強度，基（jī）於種種我們選用了常用的45#鋼材。兩個彈簧標準件，完（wán）成材料的采（cǎi）購（gòu）。

4 、使用效（xiào）果

經過一個學期高強度的使用驗證，多功用車床扳手(刀卡組（zǔ）合扳手)完全達（dá）到設計的預期的效果，其使用性能和工作性能完全符合要求，並且課堂上同學不用再（zài）因兩扳手不（bú）好用而東奔西跑了，也不會經常拿錯扳手而浪費時間了，生產的效率得到了（le）最大的優化，並（bìng）且減輕（qīng）車間 7S 管理的壓力，大大的提高了我們操作的規範性和職業素養。刀卡組合扳手以新奇（qí）的功能和效果在（zài）學校裏大受歡迎。使用示意圖如圖 9 所示。

圖 9 應（yīng）用示意圖（tú）

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