偏心夾具在偏心管研發(fā)中的應(yīng)用

徐曉祥

摘要：偏心管制作中需要專用的偏心封口車床進(jìn)行封口。研發(fā)過程中由于研發(fā)經(jīng)費(fèi)的制約不可能單獨(dú)設(shè)計偏心封口車床，只有借用現(xiàn)有的玻璃車床進(jìn)行改裝，為此專門設(shè)計偏心夾具解決封口問題。

關(guān)鍵詞：偏心夾具；偏心管；分體式設(shè)計；快速夾具；壓力彈簧

中圖分類號：TG61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）22-0045-021偏心夾具制作偏心管工序

（1）偏心管內(nèi)外管裝配完成后（使內(nèi)管固定，外管端口超出內(nèi)管端口一段距離），放置在裝有偏心夾具的玻璃車床上，外管需封口端用玻璃車床三爪移動卡盤固定。以外管為圓心順時針低速旋轉(zhuǎn)，火焰開啟，加熱外管，加熱位置要超出內(nèi)管端口，具體距離視玻璃管壁厚、半徑而定。

（2）待火焰將外管燒熔之后，固定外管端口處的三爪移動卡盤以一定的速度把燒熔處至端口的物料拉走，火焰加熱位置始終不變，實(shí)現(xiàn)外管拉封形成拉封平面，拉封平面距離內(nèi)管端口有一定距離。

（3）調(diào)整火焰位置，使火焰始終加熱拉封后的拉封平面，拉封平面處的玻璃繼續(xù)被燒熔，拉封平面的厚度逐漸加大，直至熔融的拉封平面與內(nèi)管端口對接起來。

（4）待內(nèi)管端口與拉封平面熔融在一起，將偏心夾具停到合適的位置，手動壓動偏心滑塊（實(shí)現(xiàn)以內(nèi)管為中心），啟動機(jī)器。機(jī)器實(shí)現(xiàn)玻璃管以內(nèi)管中心為軸心轉(zhuǎn)動，裝有抓料棒三爪移動卡盤開始工作，抓料棒沿內(nèi)管中心從拉封平面深入到內(nèi)管里，把內(nèi)管端口及拉封平面處的物料纏繞到揪料棒上，并沿原路返回。

（5）火焰繼續(xù)加熱，到內(nèi)管端口與拉封平面完全燒熔后停止加熱，在內(nèi)管與外管的腔內(nèi)吹入壓縮空氣，使封口處鼓起，后冷卻，偏心封口完成。

2偏心夾具組成結(jié)構(gòu)

偏心夾具設(shè)計采用的是分體式設(shè)計，這樣便于快速拆裝。需要做偏心管時拆掉一端偏心滑塊端，將偏心夾具軸裝到玻璃車床固定卡盤端，讓出偏心滑塊端，用卡盤將軸鎖緊，再裝上偏心滑塊（兩端的快速夾具同裝在一側(cè)）即可。不做偏心管時按此步驟拆下偏心夾具，玻璃車床可以加工其他產(chǎn)品。

（1）快速夾具：偏心時推動偏心滑塊到偏心的位置。

（2）同心限位擋板：同心時對偏心滑塊起到定位作用。

（3）偏心滑塊：偏心滑塊分兩個部分是固定端和滑動端。固定端通過螺絲連接在軸上，固定端上有燕尾槽?；瑒佣擞醒辔矇K，燕尾塊卡在槽中實(shí)現(xiàn)偏上下滑動，偏心時實(shí)現(xiàn)偏心管以內(nèi)管為中心運(yùn)動?；瑒佣松嫌袏A緊裝置，用于鎖緊偏心管。

（4）軸：軸長800mm，外徑為160mm，壁厚5mm，裝夾在玻璃固定的卡盤端，用卡盤將軸鎖緊。

（5）彈簧：采用壓簧，套在偏心調(diào)節(jié)螺絲上，需要以偏心管外管為中心運(yùn)動時，松開快速夾具，依靠壓簧回彈作用力實(shí)現(xiàn)同心。

（6）偏心調(diào)節(jié)螺絲：偏心螺絲調(diào)節(jié)偏心管的偏心量。

3偏心夾具設(shè)計

3.1快速夾具選用

快速夾具是根據(jù)平面四桿機(jī)構(gòu)中雙搖桿機(jī)構(gòu)的機(jī)械原理來設(shè)計的，其基本結(jié)構(gòu)是由連桿、機(jī)架及兩連架桿等4個構(gòu)件組成。

當(dāng)連桿與連架的兩鉸接點(diǎn)和其中一連架桿的鉸接點(diǎn)，三點(diǎn)同在一直線時，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。這時被夾緊的工件，無論有多大的反力(除破壞性反力)，也無法使壓頭松開，這就是機(jī)械力學(xué)中的死點(diǎn)夾緊原理。

為了避免在使用中，因外力負(fù)載變化和機(jī)械震動的影響，設(shè)計時，將中間鉸接點(diǎn)略偏于其他兩鉸接點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，以確保在最大夾緊的情況下，始終保持夾具機(jī)構(gòu)鎖定在穩(wěn)定狀態(tài)而不松脫。

快速夾具夾緊力：指夾具在鎖定位置，不產(chǎn)生機(jī)械變形的情況下，壓頭對工作的最大壓緊力，此壓緊力產(chǎn)生于壓頭在力臂上調(diào)至距離安裝座最近的位置。

壓頭對工件的壓力不固定，它隨壓頭在力臂上的不同位置而變，當(dāng)遠(yuǎn)離安裝座時，夾緊力減小。

快速夾具特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。被夾緊裝卸快捷，操作方便。裝夾快速靈活，夾緊力穩(wěn)定，安全可靠，工作效率高，大大降低各種零部件加工、裝配、固定操作過程中的時間，所以零件經(jīng)電鍍防銹處理，表面光潔美觀，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。

快速夾具種類：水平式、垂直式、推拉式、門閂式、焊接組立式、F型夾鉗、型家鉗以及氣動鉗等。

根據(jù)偏心夾具的安裝空間和位置，選擇水平式快速夾鉗，型號為GTY-20300，夾持力35kg。

3.2彈簧選用

偏心夾具在偏心加工完成后，手動松開快速夾具，依靠彈簧的回彈力實(shí)現(xiàn)以外管為中心旋轉(zhuǎn)。為此偏心機(jī)構(gòu)上的彈簧選用壓力彈簧。

壓力彈簧的特點(diǎn)：壓簧是承受向壓力的螺旋彈簧，因能承受壓力，兩端可為開式、閉式、繞平或磨平，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧有等節(jié)距和變節(jié)距的。壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形乃至各種尾端之變體，可根據(jù)產(chǎn)品需要依設(shè)計成型，壓簧的圈與圈之間有一定的間隙，當(dāng)受到

外載荷時，彈簧收縮變形，儲存變形能。

3.3壓力彈簧的設(shè)計數(shù)據(jù)

彈簧常數(shù)公式（單位：kgf/mm）：

G=線材的鋼性模數(shù)：琴鋼絲G=8000，不銹鋼絲G=7300，磷青銅線G=4500，黃銅線G=3500；d=線徑；Do=OD=外徑；Di=ID=內(nèi)徑；Dm=MD=中徑=Do-d；N=總?cè)?shù)；Nc=有效圈數(shù)=N-2。

彈簧常數(shù)計算范例：

線徑=2.8mm，外徑=16mm，總?cè)?shù)=10.5圈，鋼絲材質(zhì)=琴鋼絲

4結(jié)語

偏心夾具只適用于在試驗(yàn)研發(fā)的狀態(tài)下使用。其有效地解決了偏心管制作封口過程中需要偏心加工問題，節(jié)約了研發(fā)資金，縮短了研發(fā)周期，同時為以后制作偏心封口機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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