摘?要：本文所闡述的一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝，涉及到的AD21.2及以下小規(guī)格波紋管帶間隙剖開(kāi)?，F(xiàn)有的小規(guī)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(shè)計(jì)一種能將小規(guī)格波紋管剖開(kāi)，并且?guī)в幸欢ǖ拈g隙的剖開(kāi)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(kāi)工裝的設(shè)計(jì)，并對(duì)其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了闡述。該設(shè)計(jì)獲得了國(guó)家知識(shí)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(jiàn)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(kāi)式軟管。剖開(kāi)式軟管安裝時(shí)，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(duì)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(xiàn)，而小規(guī)格軟管（AD21.2及以下）內(nèi)徑較小，軟管剖開(kāi)時(shí)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(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。現(xiàn)在新能源汽車、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(duì)剖開(kāi)式軟管要求也越來(lái)越高，開(kāi)發(fā)能將小規(guī)格軟管剖開(kāi)，并且?guī)в幸欢ǖ拈g隙，且需要實(shí)現(xiàn)剖開(kāi)后的兩個(gè)截面光滑，無(wú)翻邊等技術(shù)要求勢(shì)在必行。

1、設(shè)計(jì)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(duì)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(xiàn)，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(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(kāi)時(shí)，緊固件很難整體通過(guò)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(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(xiàn)交疊狀態(tài)，在實(shí)際使用波紋管的場(chǎng)合，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(kāi)式波紋管的場(chǎng)合越來(lái)越多，對(duì)剖開(kāi)式波紋管要求也越來(lái)越高。

對(duì)于新開(kāi)發(fā)的一種小規(guī)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。需滿足軟管剖開(kāi)后兩側(cè)截面光滑平整，同時(shí)刀片需要滿足小巧性；

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(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(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(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(kāi)工裝設(shè)計(jì)

以一種小規(guī)格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝為例，其設(shè)計(jì)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(jì)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(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(guī)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(duì)，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(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(shí)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(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(guī)定剖開(kāi)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(kāi)口、而是從倉(cāng)庫(kù)內(nèi)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(nèi)完成。開(kāi)口前對(duì)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(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(dòng)軟管套入工裝的導(dǎo)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(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)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(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(duì)于小規(guī)格波紋管，此種連接方式，存在明顯的問(wèn)題，即裁切槽上設(shè)置的螺栓需要通過(guò)波紋管內(nèi)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(nèi)孔較小，螺栓橫向不能無(wú)接觸通過(guò)，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(jì)小規(guī)格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝時(shí)，考慮到軟管內(nèi)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(shè)計(jì)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(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(zhǎng)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(xiǎn)。

小規(guī)格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝設(shè)計(jì)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(dǎo)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(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(xiǎn)。

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(jì)為寬度5毫米，后段延長(zhǎng)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(jiàn)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(guò)螺栓固定在支架上，固定分離塊設(shè)有豎直的長(zhǎng)腰形孔，支架上與固定分離塊連接的孔為橫向的長(zhǎng)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(kāi)工裝，整體設(shè)計(jì)上共有3處設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(shuō)明，暫不展開(kāi)。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(gè)豎向長(zhǎng)腰形孔，方便調(diào)節(jié)整個(gè)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(kāi)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(jì)時(shí)以皮帶輪設(shè)備為參考依據(jù)，工裝整體長(zhǎng)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(lái)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(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(zhǎng)，且材料綠色環(huán)保，全部通過(guò)國(guó)際環(huán)保認(rèn)證。通過(guò)各行業(yè)限用物質(zhì)檢測(cè)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(kāi)工裝優(yōu)勢(shì)

該產(chǎn)品自2018年年中開(kāi)始使用，所生產(chǎn)的小規(guī)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(guó)外客戶，對(duì)產(chǎn)品性能非常滿意。

新研發(fā)設(shè)計(jì)的小規(guī)格波紋管間隙式工裝優(yōu)勢(shì)總結(jié)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(xiàn)象。

（2）合理設(shè)計(jì)工裝的結(jié)構(gòu)，確保切割軟管時(shí)，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(shí)，軟管與刀片接觸時(shí)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(kāi)來(lái)。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(xiǎn)。

（4）工裝各部分均采用長(zhǎng)腰孔，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，便于微調(diào)操作。

（5）小規(guī)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(guó)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(zhǎng)。

4、結(jié)束語(yǔ)

小規(guī)格波紋管間隙式剖開(kāi)工裝自2018年投入生產(chǎn)使用，小規(guī)格剖開(kāi)式軟管經(jīng)調(diào)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(shè)計(jì)取得了成功。當(dāng)今社會(huì)，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(jì)開(kāi)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(cái)力！