車削活塞環工裝的改進

張 林，高 楓

（1. 哈爾濱汽車軸承有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000； 2.哈爾濱廣翰動力傳動有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

車削活塞環工裝的改進

張 林1，高 楓2

（1. 哈爾濱汽車軸承有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000； 2.哈爾濱廣翰動力傳動有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

通過對活塞環車削工裝的改進，提高了生產效率，減少了廢品和生產成本。

活塞環；工裝改進；螺栓鎖緊：內、外螺紋鎖緊；鎖緊力

1 前言

活塞環用在活塞桿的環槽上，起到密封作用，工件質量要求很嚴格。因為零件材料是填充聚四氟乙烯，材質較軟、耐磨損、易變形，所以夾緊力要適當，鎖緊力大工件端面要出現壓痕，影響密封效果，嚴重時產品會出現漏氣現象；鎖緊力小，工件與芯軸脫離容易發生炸胎現象，而使零件報廢。因此，活塞環的夾緊工裝就顯得尤為重要。原螺栓鎖緊工裝（舊工裝）存在夾緊時活塞環受力不均，車削外圓時，有時活塞環自身的彈力大于鎖緊力，以至于出現炸胎現象。另外，螺栓鎖緊工裝組成工裝的零件很多，累計誤差大。針對以上問題，就車削活塞環的工裝進行了改進，具體內容如下。

2 螺栓鎖緊工裝（舊工裝）

2.1 螺栓鎖緊工裝結構

活塞環見圖 1。本文敘述的工裝是為加工活塞環的內、外圓而設計的。螺栓鎖緊工裝裝配圖見圖 2。

2.2 螺栓鎖緊工裝工作程序

圖1 活塞環

圖2 螺栓鎖緊工裝裝配圖

首先將法蘭座裝夾在夾盤上，用百分表把φ25mm外圓找至0.01mm以內，然后把裝有活塞環的工裝套B壓入法蘭座A，接著把法蘭盤C放到工裝套B的另一端，用帶有M10螺母和M10×80mm長螺栓分別放在法蘭座A與法蘭盤C的缺口處，并逐個鎖緊，找正后車內孔至尺寸，再用M16×40mm螺栓裝入已車成的內孔中鎖緊，卸下長螺栓以及法蘭盤C和工裝套B，然后開始加工外圓至尺寸，最后抽出M16×40mm螺栓取出工件。

3 內外螺紋鎖緊工裝（新工裝）

3.1 內外螺紋鎖緊工裝結構

內外螺紋鎖緊工裝裝配圖見圖 3。

圖3 內外螺紋鎖緊工裝裝配圖

3. 2 內外螺紋鎖緊工裝的工作程序

首先將工裝螺紋座A裝夾在夾盤上，用百分表將端面及外圓找至0.01mm以內，然后將活塞環放入螺紋套B中，并將其鎖緊在螺紋座A上。先將內孔車成，接著把螺栓C裝入已經車好的內孔中并鎖緊。卸下螺紋套B，開始車外圓至尺寸，最后卸下螺栓C取出工件。

4 新舊工裝對比分析

4.1 螺栓鎖緊工裝（舊工裝）的分析

4.1.1 舊工裝的優點

當鎖緊螺栓時工件端面與法蘭盤接觸面不發生位置移動，只發生上下擠壓作用，當鎖緊力適當時工件端面不會受到損壞。

4.1.2 舊工裝的缺點

螺栓鎖緊工裝組成工裝的零件很多，累計誤差大，在安裝四個長螺栓時，因為用手鎖緊的力量不同，旋緊力N1≠N2≠N3≠N4，所以法蘭盤向下的壓力F1≠F2≠F3≠F4這樣，當車好內孔后，裝上螺栓卸下四個長螺栓時，容易使已經加工好的內孔產生位移，加工外圓以后，零件的同軸度達不到圖紙要求，同時在車削外圓時，由于螺栓鎖緊受力不均勻，再加上車削力的作用，使得有時活塞環自身的彈力大于鎖緊力，以至于出現炸胎現象。

4.1.3 舊工裝加工出的產品的各項指標

螺栓鎖緊工裝裝夾一次需要15min，每胎裝3個活塞環，按每天8h計算，一天總共生產96個活塞環，其中廢品及炸胎20個左右。

廢品率為20÷96＝20.8%。

合格率為（96-20）÷96＝79.2%。

4.2 內外螺紋鎖緊工裝（新工裝）的分析

4.2.1 新工裝的優點

（1）采用內外螺紋鎖緊工裝，組成工裝的零件少。

（2）減少了安裝時的累計誤差。

（3）裝夾快捷，裝夾一次只需8min，大大縮短了裝夾時間。

（4）采用內外螺紋鎖緊工裝可以使工件受力均勻，保證產品同軸度的要求。

螺紋座裝夾在夾盤上時已經將端面、外圓找至公差0～0.01mm范圍內，這樣就可以把螺紋座看作是基準。當旋緊螺紋套時，螺紋座的端面對活塞環端面有一個壓力F，同時螺紋座的螺紋面對螺紋套有一個頂力F1，這時F＝F1。壓緊力F是否均勻分布在活塞環端面上，取決于螺紋座端面的跳動量和螺紋套配合的精度。因為螺紋座和螺紋胎都是一次裝夾車成，各工序間形位公差的誤差在0.01mm以內，所以配合誤差在0.03mm以內。活塞環圖紙公差為0.07mm，這樣就完全符合圖紙要求。以上分析說明活塞環在螺紋套鎖緊力的作用下，端面受力是均勻一致的。所以就不會使活塞環產生錯位、偏移現象。當內孔車成后，安裝螺栓時，工件也不會發生位移，所以加工出的工件能達到同軸度的要求，保證了產品質量。

采用內、外螺紋鎖緊工裝，主要是為了解決在生產活塞環及小型環狀工件時，裝夾繁瑣成本高、產品質量差的問題。最終實現提高勞動生產率、產品合格率、降低生產成本，使加工環節更簡捷。

4.2.2 新工裝的缺點

采用內外螺紋鎖緊工裝，鎖緊螺紋套時，活塞環端面與螺紋座接觸面有旋轉摩擦，這樣會影響活塞環端面的粗糙度。經過測試，當螺紋座端面的粗糙度越小，鎖緊時對活塞環端面粗糙度影響越小，兩者成正比關系，所以要求螺紋座端面的表面粗糙度至少為Ra1.6，以保證活塞環端面粗糙度達到圖紙設計要求。

4.2.3 新工裝加工出的活塞環的各項指標

采用新工裝裝夾一次需要8min，螺紋套每胎能裝夾4個活塞環，每天按8h計算，一天總共能生產活塞環240個。由于炸胎現象不存在，工裝不合理產生的廢品也沒有了，所以廢品率為0，合格率為100%。

新工裝比舊工裝每天多生產活塞環：240-96＝144個。

新工裝比工裝提高勞動生產率：(240-96) ÷96＝1.5倍。

5 結束語

經過以上新舊工裝的對比和討論，得出內外螺紋鎖緊工裝（新工裝）的確優于螺栓鎖緊工裝（舊工裝）的結論，解決了加工活塞環裝夾繁瑣、廢品率高、勞動生產率低、生產成本高的問題。說明對舊工裝進行合理改進，也能使加工能力上有很大提高。內外螺紋鎖緊工裝適用于中小型、鎖緊力小、工件精度要求較高的環形零件的加工。

（編輯：鐘 媛）

Improvement on turning tooling of piston ring

Zhang Lin1, Gao Feng2
( 1. Harbin Automobile Bearing Co., Ltd. ,Harbin 150000, China; 2. Harbin Guanghan Power Transmission Co.,Ltd.,Harbin 150036, China ）

By means of improving the turning tooling of piston ring, the productivity was put up with less waste products and lower production cost.

piston ring; improvement on tooling; bolt locking; internal and external thread locking; locking force

TG511

B

1672-4852（2014）03-0056-03

2014-03-22.

張 林（1986-），男，助理工程師.