摘?要：本文所闡述的一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝，涉及到的AD21.2及以下小規(guī)格波紋管帶間隙剖開?，F(xiàn)有的小規(guī)格剖開式波紋管，僅僅是將波紋管剖開，波紋管剖開處不帶有間隙，剖開處合攏后，在實(shí)際使用時很難安裝。因此，設(shè)計一種能將小規(guī)格波紋管剖開，并且?guī)в幸欢ǖ拈g隙的剖開工裝是非常有必要的。本文詳細(xì)介紹了小規(guī)格波紋管間歇式剖開工裝的設(shè)計，并對其優(yōu)勢進(jìn)行了闡述。該設(shè)計獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)的實(shí)用新型專利證書。
關(guān)鍵詞：破口刀；單刃刀片；固定分離塊；廢料引導(dǎo)托；前窄后寬
0、引言
波紋管是一種外形為規(guī)則波浪的管材，常見的波紋管一般應(yīng)用于汽車線束、電子、機(jī)械等領(lǐng)域，是一種用途非常廣泛的線束護(hù)套產(chǎn)品。軟管按照使用方式可分為普通軟管和剖開式軟管。剖開式軟管安裝時，有將線纜從波紋管的軸向剖口內(nèi)放入再使用膠帶封住剖口即可，這樣就便捷許多。大規(guī)格軟管內(nèi)徑尺寸相對而言較大，剖開軟管時，使剖開的軟管帶有間隙較易實(shí)現(xiàn)，而小規(guī)格軟管（AD21.2及以下）內(nèi)徑較小，軟管剖開時帶有間隙很難實(shí)現(xiàn)。
目前我公司現(xiàn)有的小規(guī)格剖開式軟管，僅僅是將軟管剖開，軟管剖開處不帶有間隙，剖開處合攏后，在實(shí)際使用時仍然很難安裝?，F(xiàn)在新能源汽車、軌道交通等各行業(yè)需要剖開式軟管的場合越來越多，對剖開式軟管要求也越來越高，開發(fā)能將小規(guī)格軟管剖開，并且?guī)в幸欢ǖ拈g隙，且需要實(shí)現(xiàn)剖開后的兩個截面光滑，無翻邊等技術(shù)要求勢在必行。
1、設(shè)計需求分析
目前使用的大規(guī)格波紋管（AD23.5及以上）內(nèi)徑尺寸相對而言較大，剖開時，使剖開的波紋管帶有間隙較易實(shí)現(xiàn)，工裝安裝刀片兩端固定部分的緊固件可整體通過軟管內(nèi)部。而小規(guī)格波紋管內(nèi)徑較?。ㄉ婕癆D21.2及以下），AD21.2軟管內(nèi)徑僅為φ17，波紋管剖開時，緊固件很難整體通過小規(guī)格軟管內(nèi)部，帶有間隙很難實(shí)現(xiàn)。目前我司現(xiàn)有的小規(guī)格剖開式波紋管，僅僅是將帶雙刃的刀片一端固定后，將波紋管劃開，波紋管剖開處不帶有間隙，剖開處易合攏，甚至出現(xiàn)交疊狀態(tài)，在實(shí)際使用波紋管的場合，很難安裝。現(xiàn)在新能源汽車、軌道交通等各行業(yè)需要剖開式波紋管的場合越來越多，對剖開式波紋管要求也越來越高。
對于新開發(fā)的一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝，能解決AD21.2及以下軟管帶間隙的剖開問題，具體包含以下幾點(diǎn)：
1）刀片的選擇。需滿足軟管剖開后兩側(cè)截面光滑平整，同時刀片需要滿足小巧性；
2）結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需減弱軟管與刀片接觸時受到的沖擊力影響；
3）刀片的連接方式。受軟管內(nèi)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(diào)可操作性；
6）工裝整體結(jié)構(gòu)小巧；
7）工裝材料的選擇，需滿足不易腐蝕、壽命及環(huán)保要求。
2、間隙式剖開工裝設(shè)計
以一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝為例，其設(shè)計如圖1。主要由6部分組成，分別是：1、導(dǎo)向軸；2、破口刀；3、固定分離塊；4、支架；5、廢料引導(dǎo)托；6、廢料出口。下文中將逐條闡述其各項(xiàng)設(shè)計理念。
1-導(dǎo)向軸；2-破口刀；3-固定分離塊；4-支架；5-廢料引導(dǎo)托；6-廢料出口
圖1一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝
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(guī)格波紋管間隙式剖開工裝，使用兩片單刃口定制刀片，無刃口面兩兩相對，有刃口面兩兩相背,帶刃口面圓弧過度，確保與軟管接觸時，截面光滑。剖開后多余廢料管為兩片刀片間的部分軟管，接觸的是無刃口的刀片，廢料管子可能存在翻邊等現(xiàn)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的沖擊力影響
軟管擠出成型后，根據(jù)不同材料依次進(jìn)行水處理等工藝后，進(jìn)入剖開步驟。為了保證產(chǎn)品開口整齊、所以要求必須是在產(chǎn)品熱溫下進(jìn)行剖口。規(guī)定剖開工裝與擠出設(shè)備之間的距離需保證在1-1.5米之間。如果不是在線開口、而是從倉庫內(nèi)取出已生產(chǎn)完，未剖開的產(chǎn)品，則開口前必須進(jìn)行80-90度開水煮3-5分鐘；并且剖開工序需在泡水后10-20分鐘內(nèi)完成。開口前對開口的刀片進(jìn)行檢查、看是否有損壞、缺口、不夠鋒利等，如有，則開口前必須進(jìn)行更換刀片后再進(jìn)行剖開作業(yè)。軟管進(jìn)入剖開工裝，依靠的動力是是雙皮帶輪帶動軟管前進(jìn)，前進(jìn)速度為50厘米/秒，經(jīng)驗(yàn)證，此速度下軟管所受沖擊力最小。設(shè)定后固定速度帶動軟管套入工裝的導(dǎo)向軸上，在軟管靠近破口刀時，會產(chǎn)生巨大推力。同時，雙刀的間隙為3毫米會造成軟管剛接觸刀片時卡住的情況。設(shè)計時，將導(dǎo)向軸上設(shè)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受較小的沖擊力，后隨著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(guī)格波紋管間隙式剖開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(guī)格波紋管，此種連接方式，存在明顯的問題，即裁切槽上設(shè)置的螺栓需要通過波紋管內(nèi)孔，螺栓的大小需要保證能整體通過波紋管。AD21.2及以下波紋管內(nèi)孔較小，螺栓橫向不能無接觸通過，因此，大規(guī)格波紋管刀片的連接方式不適用于小規(guī)格波紋管。在設(shè)計小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝時，考慮到軟管內(nèi)徑較小，刀片固定時，支架上可用螺栓固定，而刀片下端直接接觸軟管，無位置固定刀片，故設(shè)計成刀片緊靠裁切槽，同時，為了保證刀片固定的可靠性，與支架連接時，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(diào)節(jié)，破口刀設(shè)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腰形孔，見圖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，有效的將兩者分離可減少混料和纏料風(fēng)險。
小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝設(shè)計一個固定分離塊。軟管剖開后，廢料軟管（3毫米間隙廢料）沿廢料引導(dǎo)托上行，經(jīng)固定分離器后，穿過支架后部孔直接回收。而成品管切割后，不經(jīng)過固定分離塊，直接通過支架上靠下的另一口，直接進(jìn)入后續(xù)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(dǎo)托兩兩焊接，廢料引導(dǎo)托前端設(shè)計為寬度5毫米，后段延長區(qū)寬度為10毫米，上行角度設(shè)置為9°左右，此角度經(jīng)驗(yàn)證不易出現(xiàn)卡料現(xiàn)象，較為合適，見圖5。引導(dǎo)托整體為T字型，方便分離塊與引導(dǎo)托的焊接。
圖5廢料引導(dǎo)托
固定分離塊通過螺栓固定在支架上，固定分離塊設(shè)有豎直的長腰形孔，支架上與固定分離塊連接的孔為橫向的長腰形孔，方便位置調(diào)節(jié)。
2.5 工裝整體可微調(diào)性
小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝，整體設(shè)計上共有3處設(shè)計了可微調(diào)性。一是刀片的連接上。破口刀上設(shè)有固定孔，支架上的孔設(shè)為長腰形孔，便于調(diào)節(jié)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(xì)說明，暫不展開。三是整體支架與皮帶輪設(shè)備的連接。支架的前后支撐板均帶有兩個豎向長腰形孔，方便調(diào)節(jié)整個工裝與皮帶輪設(shè)備的位置關(guān)系。
2.6 運(yùn)用小巧的結(jié)構(gòu)
小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝整體與皮帶輪設(shè)備連接，置于皮帶輪設(shè)備的上方。因皮帶輪設(shè)備較小，在設(shè)計時以皮帶輪設(shè)備為參考依據(jù)，工裝整體長寬高分別為440×80×210毫米，真正意義上達(dá)到小巧的概念。
2.7采用環(huán)保的材料
隨著近年來環(huán)保課題的不斷深入，金屬部分材料的選擇也需要滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前小規(guī)格波紋管間隙式剖開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，且材料綠色環(huán)保，全部通過國際環(huán)保認(rèn)證。通過各行業(yè)限用物質(zhì)檢測要求，包括《電氣、電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》等。
3、小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝優(yōu)勢
該產(chǎn)品自2018年年中開始使用，所生產(chǎn)的小規(guī)格剖開式波紋管推向市場以來，使用情況良好，特別是國外客戶，對產(chǎn)品性能非常滿意。
新研發(fā)設(shè)計的小規(guī)格波紋管間隙式工裝優(yōu)勢總結(jié)如下：
（1）選用單刃刀片剖開軟管，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(xiàn)象。
（2）合理設(shè)計工裝的結(jié)構(gòu)，確保切割軟管時，各環(huán)節(jié)的流通性能。合理設(shè)置兩單刃刀片的位置，減小工裝使用時，軟管與刀片接觸時的接觸面積，避免出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，影響后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性和延續(xù)性。
（3）成品與廢品有效的分離開來。廢料引導(dǎo)托與固定分離塊有效結(jié)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腰孔，生產(chǎn)現(xiàn)場使用時，便于微調(diào)操作。
（5）小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝采用全部綠色環(huán)保材料制作，材料全部通過國際環(huán)保認(rèn)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。
4、結(jié)束語
小規(guī)格波紋管間隙式剖開工裝自2018年投入生產(chǎn)使用，小規(guī)格剖開式軟管經(jīng)調(diào)整后重新推向市場以來，反饋良好，這充分證明此工裝設(shè)計取得了成功。當(dāng)今社會，各行各業(yè)都講究節(jié)能減排，提高效率。作為傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)，更應(yīng)該發(fā)揮主觀創(chuàng)造性，從產(chǎn)品初期的設(shè)計開始，大力促進(jìn)設(shè)備優(yōu)化創(chuàng)新，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，大大節(jié)省人力物力財力！
