本發(fā)明涉及一種用于封堵船用柴油機(jī)氣缸蓋的冷卻水道工藝孔的專用工具，特指一種用于安裝MAN/B＆W-L21/31、L27/38、L32/40系列新型歐標(biāo)船用柴油機(jī)氣缸蓋的冷卻水道工藝孔軟鋼悶蓋的專用工具及方法，屬于鉗工工具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

根據(jù)歐標(biāo)新型船用柴油機(jī)的設(shè)計(jì)要求，柴油機(jī)的關(guān)鍵零件氣缸蓋為整體鑄造形式。柴油機(jī)做功時(shí)氣缸蓋需承受柴油燃爆所產(chǎn)生的高壓和高溫，工況極其惡劣。進(jìn)、排氣閥座上的高溫，需要通過氣缸蓋內(nèi)腔中循環(huán)流動(dòng)的高壓冷卻水帶走，其冷卻效果的優(yōu)劣直接影響到柴油機(jī)的整機(jī)性能和使用壽命。

前述新型船用柴油機(jī)每只氣缸蓋上均設(shè)有數(shù)個(gè)用于清理冷卻水道鑄造型砂的工藝孔。這些工藝孔在完成清理工作后進(jìn)行機(jī)械加工，并用軟鋼悶蓋對工藝孔實(shí)施密封，從而形成氣缸蓋內(nèi)的循環(huán)冷卻水路。軟鋼是含碳量低0.13%~0.20%），硬度低(HB=100~130)，強(qiáng)度低(σb=372~470MPa)，塑性高(δ=24%~36%)的低碳鋼，其加工成形性及焊接性好。軟鋼悶蓋呈淺圓筒形，工藝孔的孔徑與軟鋼悶蓋的外徑采用過渡配合，距氣缸蓋頂面不遠(yuǎn)處的孔壁內(nèi)設(shè)有一道1×10°的斜形環(huán)槽，軟鋼悶蓋的上口邊緣需要通過專用工具進(jìn)行擴(kuò)漲翻邊變形后嵌入斜形環(huán)槽中，以保證軟鋼悶蓋在承受循環(huán)冷卻水的壓力時(shí)不會(huì)發(fā)生位移脫離。在新型歐標(biāo)船用柴油機(jī)專利引進(jìn)時(shí)，MAN/B＆W公司推薦過一款手動(dòng)式軟鋼悶蓋擴(kuò)漲器，該工具不但售價(jià)高、工作效率低、零件磨損大、故障頻繁，且軟鋼悶蓋的擴(kuò)漲質(zhì)量也不穩(wěn)定。目前，國內(nèi)外還沒有一種高效、實(shí)用的軟鋼悶蓋擴(kuò)漲工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、使用壽命長、工作率高，且電動(dòng)或氣動(dòng)或手動(dòng)均可操作的軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具及擴(kuò)漲方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具，包括芯軸、數(shù)個(gè)圓柱滾子、桶形保持架、移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)、定位鋼珠和滾花導(dǎo)向套，所述芯軸一端為方柄，中部為圓柱體，另一端為錐臺形，芯軸中部通過移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)與套在芯軸上的桶形保持架一端連接；桶形保持架另一端周向開有數(shù)個(gè)矩形窗口，圓柱滾子嵌入對應(yīng)的矩形窗口內(nèi)，且位于錐臺外周面和軟鋼悶蓋的上口邊緣之間；芯軸另一端端面通過定位鋼珠支撐在軟鋼悶蓋底部的內(nèi)側(cè)面中心，滾花導(dǎo)向套的一端通孔套在芯軸中部的圓柱體上，桶形保持架位于滾花導(dǎo)向套和芯軸之間，滾花導(dǎo)向套另一端支撐在氣缸蓋的軟鋼悶蓋安裝部位的外緣上。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在芯軸中部兩側(cè)對稱的腰形沉槽和兩個(gè)柱端緊定螺釘，所述柱端緊定螺釘擰入桶形保持架一端內(nèi)，柱端緊定螺釘一端端頭伸進(jìn)腰形沉槽中。

進(jìn)一步的，所述芯軸另一端端面中心設(shè)有錐形沉孔，定位鋼珠位于錐形沉孔和悶蓋底部內(nèi)側(cè)面中心之間。

進(jìn)一步的，芯軸另一端的錐臺形母線與軸線的夾角α=8°～12°。

進(jìn)一步的，所述圓柱滾子和定位鋼珠分別選用圓柱滾子軸承的圓柱滾子及球軸承的球形滾子。所述芯軸采用軸承鋼制成，淬火硬度為HRC58～62。

一種使用快速擴(kuò)漲工具的擴(kuò)漲軟鋼悶蓋方法，包括以下步驟：

1）組裝軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具

a、先將定位鋼珠涂上潤滑脂后嵌入粘在芯軸另一端端面中心的錐形沉孔內(nèi)，用樣沖將孔口鉚縮，防止鋼珠脫落；再將數(shù)只圓柱滾子分別涂上潤滑脂后逐一嵌入粘在桶形保持架的數(shù)個(gè)矩形窗口內(nèi)，用樣沖將矩形窗口鉚縮，防止圓柱滾子脫落；

b、然后將芯軸一端穿過桶形保持架的通孔，再分別將柱端緊定螺釘擰入桶形保持架上部的螺紋孔中，直至柱端緊定螺釘?shù)闹松烊胄据S的腰形沉槽中；

2）軟鋼悶蓋裝入氣缸蓋冷卻水道工藝孔中

將底部平整邊緣垂直向上的軟鋼悶蓋嵌入氣缸蓋上的冷卻水道工藝孔中，直至軟鋼悶蓋的上口邊緣與冷卻水道工藝孔中的斜形環(huán)槽上側(cè)平齊；

3）軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具裝入軟鋼悶蓋中

先抓住芯軸一端的方柄向外拔出，然后在數(shù)個(gè)圓柱滾子表面分別涂潤滑脂，并將其向桶形保持架的矩形窗口內(nèi)側(cè)方向推靠，使圓柱滾子抵靠在芯軸另一端錐臺面的前端上；然后將快速擴(kuò)漲工具下端放入軟鋼悶蓋內(nèi)，并將滾花導(dǎo)向套的一端通孔套在芯軸中部的圓柱體外，滾花導(dǎo)向套另一端支撐在氣缸蓋的軟鋼悶蓋安裝部位外緣上；

4）軟鋼悶蓋上口邊緣外翻嵌進(jìn)斜形環(huán)槽中

下壓芯軸，使芯軸另一端的錐臺面推動(dòng)圓柱滾子一端環(huán)面壓住悶蓋的上口邊緣，再用電動(dòng)或氣動(dòng)或手動(dòng)搖把通過芯軸一端的方柄帶動(dòng)芯軸旋轉(zhuǎn)，通過柱端緊定螺釘帶動(dòng)桶形保持架和圓柱滾子作繞芯軸軸心線的公轉(zhuǎn)和繞圓柱滾子軸心線的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，芯軸在滾花導(dǎo)向套一端通孔的導(dǎo)向作用下垂直向下運(yùn)動(dòng)，壓迫數(shù)個(gè)圓柱滾子連續(xù)旋轉(zhuǎn)滾壓軟鋼悶蓋的上口邊緣，直至芯軸底部的定位鋼珠抵靠在軟鋼悶蓋底部上，芯軸停止向下運(yùn)動(dòng)，軟鋼悶蓋的上口邊緣已外翻嵌入斜形環(huán)槽中，完成軟鋼悶蓋的快速擴(kuò)漲。

本發(fā)明的軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、使用壽命長，圓柱滾子位于芯軸另一端的錐臺外周面和軟鋼悶蓋的上口邊緣之間，利用斜置的圓柱滾子的自轉(zhuǎn)和繞芯軸軸線的公轉(zhuǎn)，對悶蓋的上口邊緣進(jìn)行滾壓，使得軟鋼悶蓋的上口邊緣外翻變形后嵌入工藝孔壁的斜形環(huán)槽中，兩者結(jié)合牢固、密封效果好。本發(fā)明的方法簡單易行，電動(dòng)或氣動(dòng)或手動(dòng)均可操作，提高了工作效率。工作時(shí)，芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其另一端的錐臺體連同其外周的桶形保持架不斷轉(zhuǎn)動(dòng)擠推圓柱滾子向外擴(kuò)漲并滾壓軟鋼悶蓋的上口邊緣，直至定位鋼珠接觸到軟鋼悶蓋底部，完成軟鋼悶蓋的快速擴(kuò)漲要求。本發(fā)明利用斜楔的法向力倍增原理，只需較小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩及下壓力，就能產(chǎn)生巨大的側(cè)向變形力，快速完成軟鋼悶蓋上口邊緣快速變形擴(kuò)漲。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋，這些實(shí)施例，是參照附圖僅作為例子給出的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具包括芯軸1、數(shù)個(gè)圓柱滾子2、桶形保持架3、移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)4、定位鋼珠5和滾花導(dǎo)向套6，芯軸1為一端方柄11、中部圓柱體12，另一端為錐臺13的組合體，芯軸1中部通過移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)4與套在芯軸1上的桶形保持架3一端連接。移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)4包括分別設(shè)置在芯軸1中部兩側(cè)對稱的腰形沉槽14和兩個(gè)柱端緊定螺釘41，所述柱端緊定螺釘41擰入桶形保持架3一端內(nèi)，柱端緊定螺釘41一端柱頭伸進(jìn)腰形沉槽14中，移動(dòng)限位機(jī)構(gòu)4可防止芯軸1脫離桶形保持架3。

桶形保持架3另一端周向開有數(shù)個(gè)矩形窗口31，圓柱滾子2嵌入對應(yīng)的矩形窗口31內(nèi)，且位于錐臺形頭13外周面和軟鋼悶蓋7的上口邊緣之間。芯軸1另一端端面中心設(shè)有錐形沉孔15，定位鋼珠5位于錐形沉孔15和悶蓋7底部內(nèi)側(cè)面中心之間，芯軸1另一端端面通過定位鋼珠5支撐在軟鋼悶蓋7底部的內(nèi)側(cè)面中心。滾花導(dǎo)向套6的一端通孔61套在芯軸1中部的圓柱體12上，桶形保持架3位于滾花導(dǎo)向套6和芯軸1之間，滾花導(dǎo)向套6另一端設(shè)有一圈翻邊62，滾花導(dǎo)向套6通過一圈翻邊62支撐在氣缸蓋10的軟鋼悶蓋7安裝部位的外緣上，提高了滾花導(dǎo)向套6的支撐穩(wěn)定性。

錐臺形母線與軸線的夾角α=8°～12°，本實(shí)施例為10°，可以增大對軟鋼悶蓋7內(nèi)口邊緣的滾壓力。圓柱滾子2和定位鋼珠5分別選用圓柱滾子軸承的圓柱滾子及球軸承的球形滾子，提高了本發(fā)明主要零件的互換性。芯軸1采用軸承鋼制成，淬火硬度為HRC58～62。使得芯軸1與圓柱滾子2、定位鋼珠5的硬度相近，延長了芯軸1的使用壽命。

本發(fā)明使用軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具的擴(kuò)漲方法，包括以下步驟：

1）組裝軟鋼悶蓋快速擴(kuò)漲工具

a、先將定位鋼珠5涂上潤滑脂后嵌入粘在芯軸1另一端端面中心的錐形沉槽14內(nèi)，用樣沖將孔口鉚縮，防止鋼珠脫落。再將數(shù)只圓柱滾子2分別涂上潤滑脂后逐一嵌入粘在桶形保持架3的數(shù)個(gè)矩形窗口31內(nèi)，用樣沖將矩形窗口鉚縮，防止圓柱滾子脫落；

b、然后將芯軸1一端穿過桶形保持架3的通孔31，再分別將柱端緊定螺釘41擰入桶形保持架3上部的螺紋孔中，直至柱端緊定螺釘41的柱端伸入芯軸的腰形沉槽14中。

2）軟鋼悶蓋7裝入氣缸蓋冷卻水道工藝孔101中

將底部平整邊緣垂直向上的軟鋼悶蓋7嵌入氣缸蓋10上的冷卻水道工藝孔101中，直至軟鋼悶蓋7的上口邊緣與冷卻水道工藝孔101中的斜形環(huán)槽102上側(cè)平齊。

3）悶蓋快速擴(kuò)漲工具裝入軟鋼悶蓋7中

先抓住芯軸1一端的方柄11向外拔出，然后再在數(shù)個(gè)圓柱滾子2表面分別涂潤滑脂，并將其向桶形保持架3的矩形窗口31內(nèi)側(cè)方向推靠，使圓柱滾子2抵靠在芯軸1另一端的錐臺面上；然后將快速擴(kuò)漲工具下端放入軟鋼悶蓋7內(nèi)側(cè)，并將滾花導(dǎo)向套6的一端通孔61套在芯軸1中部的圓柱體12外，滾花導(dǎo)向套6另一端支撐在氣缸蓋10的軟鋼悶蓋安裝部位外緣上。

4）軟鋼悶蓋7上口邊緣外翻嵌進(jìn)工藝孔內(nèi)斜形環(huán)槽102中

下壓芯軸1，使芯軸1另一端的錐臺面推動(dòng)圓柱滾子2一端環(huán)面壓住悶蓋7的上口邊緣，再用電動(dòng)或氣動(dòng)或手動(dòng)搖把通過芯軸1一端的方柄11帶動(dòng)芯軸1旋轉(zhuǎn)，通過柱端緊定螺釘41帶動(dòng)桶形保持架3和圓柱滾子2作繞芯軸1軸心線的公轉(zhuǎn)和繞圓柱滾子2軸心線的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，芯軸1在滾花導(dǎo)向套6的一端通孔61的導(dǎo)向作用下垂直向下運(yùn)動(dòng)，壓迫數(shù)個(gè)圓柱滾子2連續(xù)旋轉(zhuǎn)滾壓軟鋼悶蓋7的上口邊緣，直至芯軸1底部的定位鋼珠5抵靠在軟鋼悶蓋7底部上，芯軸1停止向下運(yùn)動(dòng)，軟鋼悶蓋7的上口邊緣已外翻嵌入斜形環(huán)槽102中，完成軟鋼悶蓋7的快速擴(kuò)漲。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。