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(jì)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(jì)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(jì)；快速夾具；壓力彈簧

中圖分類號(hào)：TG61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(dòng)卡盤固定。以外管為圓心順時(shí)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(dòng)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(duì)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(dòng)壓動(dòng)偏心滑塊（實(shí)現(xiàn)以內(nèi)管為中心），啟動(dòng)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(dòng)，裝有抓料棒三爪移動(dòng)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(jì)采用的是分體式設(shè)計(jì)，這樣便于快速拆裝。需要做偏心管時(shí)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(shí)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(shí)推動(dòng)偏心滑塊到偏心的位置。

（2）同心限位擋板：同心時(shí)對(duì)偏心滑塊起到定位作用。

（3）偏心滑塊：偏心滑塊分兩個(gè)部分是固定端和滑動(dòng)端。固定端通過螺絲連接在軸上，固定端上有燕尾槽?；瑒?dòng)端有燕尾塊，燕尾塊卡在槽中實(shí)現(xiàn)偏上下滑動(dòng)，偏心時(shí)實(shí)現(xiàn)偏心管以內(nèi)管為中心運(yùn)動(dòng)?；瑒?dòng)端上有夾緊裝置，用于鎖緊偏心管。

（4）軸：軸長(zhǎng)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(dòng)時(shí)，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(jì)

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(jì)的，其基本結(jié)構(gòu)是由連桿、機(jī)架及兩連架桿等4個(gè)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(shí)，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。這時(shí)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(dòng)的影響，設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)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(duì)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(shí)，夾緊力減小。

快速夾具特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)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(dòng)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(hào)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(dòng)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(jì)成型，壓簧的圈與圈之間有一定的間隙，當(dāng)受到

外載荷時(shí)，彈簧收縮變形，儲(chǔ)存變形能。

3.3壓力彈簧的設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)為以后制作偏心封口機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

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