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          一種小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝的設計

          來(lái)源于: www.tiangu6.com 發(fā)布于: 2021-07-26 點(diǎn)擊量: 5066
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          摘?要:本文所闡述的一種小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝,涉及到的AD21.2及以下小規格波紋管帶間隙剖開(kāi)?,F有的小規格剖開(kāi)式波紋管,僅僅是將波紋管剖開(kāi),波紋管剖開(kāi)處不帶有間隙,剖開(kāi)處合攏后,在實(shí)際使用時(shí)很難安裝。因此,設計一種能將小規格波紋管剖開(kāi),并且帶有一定的間隙的剖開(kāi)工裝是非常有必要的。本文詳細介紹了小規格波紋管間歇式剖開(kāi)工裝的設計,并對其優(yōu)勢進(jìn)行了闡述。該設計獲得了國家知識產(chǎn)權局授權的實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū)。


          關(guān)鍵詞:破口刀;單刃刀片;固定分離塊;廢料引導托;前窄后寬


          0、引言

          波紋管是一種外形為規則波浪的管材,常見(jiàn)的波紋管一般應用于汽車(chē)線(xiàn)束、電子、機械等領(lǐng)域,是一種用途非常廣泛的線(xiàn)束護套產(chǎn)品。軟管按照使用方式可分為普通軟管和剖開(kāi)式軟管。剖開(kāi)式軟管安裝時(shí),有將線(xiàn)纜從波紋管的軸向剖口內放入再使用膠帶封住剖口即可,這樣就便捷許多。大規格軟管內徑尺寸相對而言較大,剖開(kāi)軟管時(shí),使剖開(kāi)的軟管帶有間隙較易實(shí)現,而小規格軟管(AD21.2及以下)內徑較小,軟管剖開(kāi)時(shí)帶有間隙很難實(shí)現。

          目前我公司現有的小規格剖開(kāi)式軟管,僅僅是將軟管剖開(kāi),軟管剖開(kāi)處不帶有間隙,剖開(kāi)處合攏后,在實(shí)際使用時(shí)仍然很難安裝?,F在新能源汽車(chē)、軌道交通等各行業(yè)需要剖開(kāi)式軟管的場(chǎng)合越來(lái)越多,對剖開(kāi)式軟管要求也越來(lái)越高,開(kāi)發(fā)能將小規格軟管剖開(kāi),并且帶有一定的間隙,且需要實(shí)現剖開(kāi)后的兩個(gè)截面光滑,無(wú)翻邊等技術(shù)要求勢在必行。


          1、設計需求分析

          目前使用的大規格波紋管(AD23.5及以上)內徑尺寸相對而言較大,剖開(kāi)時(shí),使剖開(kāi)的波紋管帶有間隙較易實(shí)現,工裝安裝刀片兩端固定部分的緊固件可整體通過(guò)軟管內部。而小規格波紋管內徑較?。ㄉ婕癆D21.2及以下),AD21.2軟管內徑僅為φ17,波紋管剖開(kāi)時(shí),緊固件很難整體通過(guò)小規格軟管內部,帶有間隙很難實(shí)現。目前我司現有的小規格剖開(kāi)式波紋管,僅僅是將帶雙刃的刀片一端固定后,將波紋管劃開(kāi),波紋管剖開(kāi)處不帶有間隙,剖開(kāi)處易合攏,甚至出現交疊狀態(tài),在實(shí)際使用波紋管的場(chǎng)合,很難安裝?,F在新能源汽車(chē)、軌道交通等各行業(yè)需要剖開(kāi)式波紋管的場(chǎng)合越來(lái)越多,對剖開(kāi)式波紋管要求也越來(lái)越高。

          對于新開(kāi)發(fā)的一種小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝,能解決AD21.2及以下軟管帶間隙的剖開(kāi)問(wèn)題,具體包含以下幾點(diǎn):

          1)刀片的選擇。需滿(mǎn)足軟管剖開(kāi)后兩側截面光滑平整,同時(shí)刀片需要滿(mǎn)足小巧性;

          2)結構設計上,需減弱軟管與刀片接觸時(shí)受到的沖擊力影響;

          3)刀片的連接方式。受軟管內徑尺寸限制,刀片的固定方式不能采用兩端固定的方式;

          4)剖開(kāi)軟管后,軟管廢料與成品的分離處理;

          5)工裝上各部件的微調可操作性;

          6)工裝整體結構小巧;

          7)工裝材料的選擇,需滿(mǎn)足不易腐蝕、壽命及環(huán)保要求。


          2、間隙式剖開(kāi)工裝設計

          以一種小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝為例,其設計如圖1。主要由6部分組成,分別是:1、導向軸;2、破口刀;3、固定分離塊;4、支架;5、廢料引導托;6、廢料出口。下文中將逐條闡述其各項設計理念。


          1-導向軸;2-破口刀;3-固定分離塊;4-支架;5-廢料引導托;6-廢料出口

          圖1一種小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝


          2.1 刀片的選擇

          此工裝中選擇材質(zhì)為高速鋼的成品刀片,此刀片為單刃口刀片,尺寸為94×19×0.9毫米,將成品刀片按尺寸要求加工到位,如圖2,可安裝到工裝上。小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝,使用兩片單刃口定制刀片,無(wú)刃口面兩兩相對,有刃口面兩兩相背,帶刃口面圓弧過(guò)度,確保與軟管接觸時(shí),截面光滑。剖開(kāi)后多余廢料管為兩片刀片間的部分軟管,接觸的是無(wú)刃口的刀片,廢料管子可能存在翻邊等現象,而成品管子接觸的是有刃口的那一面,保障了成品管不翻邊、毛邊。


          圖2單刃口刀片


          2.2 改善軟管與刀片接觸時(shí)的沖擊力影響

          軟管擠出成型后,根據不同材料依次進(jìn)行水處理等工藝后,進(jìn)入剖開(kāi)步驟。為了保證產(chǎn)品開(kāi)口整齊、所以要求必須是在產(chǎn)品熱溫下進(jìn)行剖口。規定剖開(kāi)工裝與擠出設備之間的距離需保證在1-1.5米之間。如果不是在線(xiàn)開(kāi)口、而是從倉庫內取出已生產(chǎn)完,未剖開(kāi)的產(chǎn)品,則開(kāi)口前必須進(jìn)行80-90度開(kāi)水煮3-5分鐘;并且剖開(kāi)工序需在泡水后10-20分鐘內完成。開(kāi)口前對開(kāi)口的刀片進(jìn)行檢查、看是否有損壞、缺口、不夠鋒利等,如有,則開(kāi)口前必須進(jìn)行更換刀片后再進(jìn)行剖開(kāi)作業(yè)。軟管進(jìn)入剖開(kāi)工裝,依靠的動(dòng)力是是雙皮帶輪帶動(dòng)軟管前進(jìn),前進(jìn)速度為50厘米/秒,經(jīng)驗證,此速度下軟管所受沖擊力最小。設定后固定速度帶動(dòng)軟管套入工裝的導向軸上,在軟管靠近破口刀時(shí),會(huì )產(chǎn)生巨大推力。同時(shí),雙刀的間隙為3毫米會(huì )造成軟管剛接觸刀片時(shí)卡住的情況。設計時(shí),將導向軸上設置前窄后寬的兩條槽,即兩條裁切槽,裁切槽前后尺寸相差0.2毫米,如圖3。將兩把破口刀靠在槽上,使雙刀的放置形成前窄后寬的形式,使得軟管與雙刀接觸時(shí)受較小的沖擊力,后隨著(zhù)兩槽間隙的逐漸增大而逐漸增大,有效分散沖擊力,不易產(chǎn)生卡住的情況。


          圖3裁切槽示意圖


          2.3 刀片連接方式的選擇

          大規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝采用的是兩端固定的方式,在支架與裁切槽上分別螺栓連接。對于小規格波紋管,此種連接方式,存在明顯的問(wèn)題,即裁切槽上設置的螺栓需要通過(guò)波紋管內孔,螺栓的大小需要保證能整體通過(guò)波紋管。AD21.2及以下波紋管內孔較小,螺栓橫向不能無(wú)接觸通過(guò),因此,大規格波紋管刀片的連接方式不適用于小規格波紋管。在設計小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝時(shí),考慮到軟管內徑較小,刀片固定時(shí),支架上可用螺栓固定,而刀片下端直接接觸軟管,無(wú)位置固定刀片,故設計成刀片緊靠裁切槽,同時(shí),為了保證刀片固定的可靠性,與支架連接時(shí),采用雙螺栓連接,且保證兩螺栓之間有一定間距,使雙刀固定可靠,可抵抗軟管沖擊力。另外,為了方便刀片位置的調節,破口刀設有固定圓孔,固定圓孔為兩組,而支架上的固定破口刀的固定孔為長(cháng)腰形孔,見(jiàn)圖4。


          圖4刀片連接方式示意圖


          2.4 軟管成品與廢料的分離處理

          軟管通過(guò)破口刀后,產(chǎn)生兩部分產(chǎn)品,一是軟管成品,可進(jìn)入下一道卷管包裝工序,剩余的為軟管廢料。此兩部分為同一段波紋軟管上的兩部分,破口刀僅僅是將兩者剖開(kāi),有效的將兩者分離可減少混料和纏料風(fēng)險。

          小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝設計一個(gè)固定分離塊。軟管剖開(kāi)后,廢料軟管(3毫米間隙廢料)沿廢料引導托上行,經(jīng)固定分離器后,穿過(guò)支架后部孔直接回收。而成品管切割后,不經(jīng)過(guò)固定分離塊,直接通過(guò)支架上靠下的另一口,直接進(jìn)入后續卷管包裝工位。廢料管與成品管相互不接觸,減少混料,纏料風(fēng)險。

          分離塊與廢料引導托兩兩焊接,廢料引導托前端設計為寬度5毫米,后段延長(cháng)區寬度為10毫米,上行角度設置為9°左右,此角度經(jīng)驗證不易出現卡料現象,較為合適,見(jiàn)圖5。引導托整體為T(mén)字型,方便分離塊與引導托的焊接。


          圖5廢料引導托


          固定分離塊通過(guò)螺栓固定在支架上,固定分離塊設有豎直的長(cháng)腰形孔,支架上與固定分離塊連接的孔為橫向的長(cháng)腰形孔,方便位置調節。


          2.5 工裝整體可微調性

          小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝,整體設計上共有3處設計了可微調性。一是刀片的連接上。破口刀上設有固定孔,支架上的孔設為長(cháng)腰形孔,便于調節破口刀的位置。二是固定分離塊與直接的連接處。此處前文已詳細說(shuō)明,暫不展開(kāi)。三是整體支架與皮帶輪設備的連接。支架的前后支撐板均帶有兩個(gè)豎向長(cháng)腰形孔,方便調節整個(gè)工裝與皮帶輪設備的位置關(guān)系。


          2.6 運用小巧的結構

          小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝整體與皮帶輪設備連接,置于皮帶輪設備的上方。因皮帶輪設備較小,在設計時(shí)以皮帶輪設備為參考依據,工裝整體長(cháng)寬高分別為440×80×210毫米,真正意義上達到小巧的概念。


          2.7采用環(huán)保的材料

          隨著(zhù)近年來(lái)環(huán)保課題的不斷深入,金屬部分材料的選擇也需要滿(mǎn)足一定的標準要求。目前小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝全部采用不銹鋼304進(jìn)行加工,此材料即抗腐蝕,防銹,使用壽命長(cháng),且材料綠色環(huán)保,全部通過(guò)國際環(huán)保認證。通過(guò)各行業(yè)限用物質(zhì)檢測要求,包括《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》等。


          3、小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝優(yōu)勢

          該產(chǎn)品自2018年年中開(kāi)始使用,所生產(chǎn)的小規格剖開(kāi)式波紋管推向市場(chǎng)以來(lái),使用情況良好,特別是國外客戶(hù),對產(chǎn)品性能非常滿(mǎn)意。

          新研發(fā)設計的小規格波紋管間隙式工裝優(yōu)勢總結如下:

          (1)選用單刃刀片剖開(kāi)軟管,確保切割后的成品軟管切口光滑平整,不易產(chǎn)生翻邊、毛邊等現象。

          (2)合理設計工裝的結構,確保切割軟管時(shí),各環(huán)節的流通性能。合理設置兩單刃刀片的位置,減小工裝使用時(shí),軟管與刀片接觸時(shí)的接觸面積,避免出現卡頓現象,影響后續產(chǎn)品生產(chǎn)的穩定性和延續性。

          (3)成品與廢品有效的分離開(kāi)來(lái)。廢料引導托與固定分離塊有效結合,快速分離成品與廢品,避免兩者混料,減少纏料風(fēng)險。

          (4)工裝各部分均采用長(cháng)腰孔,生產(chǎn)現場(chǎng)使用時(shí),便于微調操作。

          (5)小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝采用全部綠色環(huán)保材料制作,材料全部通過(guò)國際環(huán)保認證。整體工裝全部使用不銹鋼304材料,抗氧化,防銹,使用壽命長(cháng)。


          4、結束語(yǔ)

          小規格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝自2018年投入生產(chǎn)使用,小規格剖開(kāi)式軟管經(jīng)調整后重新推向市場(chǎng)以來(lái),反饋良好,這充分證明此工裝設計取得了成功。當今社會(huì ),各行各業(yè)都講究節能減排,提高效率。作為傳統機械行業(yè),更應該發(fā)揮主觀(guān)創(chuàng )造性,從產(chǎn)品初期的設計開(kāi)始,大力促進(jìn)設備優(yōu)化創(chuàng )新,在滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的前提下,大大節省人力物力財力!



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