一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置及其内撑方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置及其内撑方法。PFA管件硬度小，易变性。目前的圆柱内撑装置中，在加工时刀具与内撑接触面接触易造成划损问题，减少刀具使用寿命；且因计算错误易导致弹簧次品率升高。本发明专利技术内撑装置包括内撑机构，内撑装置包括内撑板件模块和支撑架模块；内撑板件模块包括软质凸起、支撑层和基板；支撑架模块包括电机和剪叉杆组。本发明专利技术通过弹簧螺旋线参数计算轨迹，达到螺线槽适配刀具运行轨迹的效果，避免刀具与支撑板件间产生磨损；本发明专利技术通过使用螺线型网丝段，刀具偏离预设轨迹切断网丝后自动结束工作，解决目前没有专门针对PFA弹簧螺旋角的测量装置难题，提高机器的安全性和稳定性。提高机器的安全性和稳定性。提高机器的安全性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置及其内撑方法


[0001]本专利技术属于工程塑料自动化加工领域，具体涉及一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置及其内撑方法。

技术介绍

[0002]PFA管件具有耐腐蚀，介电性好，耐辐射性能优异和阻燃性优异等特点，但其相较于普通金属管件来说，硬度小、易变性，在对其外表面进行切割加工时，管件受力易产生形变，对加工成形产生影响。
[0003]目前的圆柱内撑装置多采用气动或简单机械方式使卡盘反夹持在圆柱内壁起到内部支撑作用。但针对用于切割加工PFA弹簧的PFA管件来说，因刀具将贯穿整个管壁进行切割，存在刀具与内撑接触面的划损问题，大大降低了刀具使用寿命；同时不同参数弹簧加工时，刀具行进速度与管件转速均由人工计算，易计算错误导致弹簧不合规格，使得次品率升高。而且，现在还没有专门针对PFA弹簧螺旋角的测量装置，加工后的PFA弹簧参数是否合格无法检测，从而无法准确判断人为计算并输入到切割设备的工艺参数是否出现错误，这将严重影响PFA弹簧的大规模普及使用。
[0004]因此，提出一种能规避刀具划损且可判断参数计算是否错误的内撑装置及方法，来增加PFA弹簧制备效率、降低次品率尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置及其内撑方法，解决刀具使用寿命减低和PFA弹簧次品率高的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置，包括内撑机构和带座轴承；内撑机构包括支撑架模块和内撑板件模块。
[0008]所述内撑板件模块包括软质凸起、支撑层、基板和螺线型网丝段。所述支撑层固定在基板外表面，且支撑层外表面开设有沿轴向等距布置的多个螺线型槽段；支撑层位于每相邻两个螺线型槽段之间的外表面上均固定有排列成螺线型的多个软质凸起，且支撑层位于每相邻两个螺线型槽段之间的外表面上错开软质凸起的位置处嵌有一根螺线型网丝段。所述内撑板件模块设有沿周向等距布置的n个，n在3～6范围内取值；n个内撑板件模块收拢状态下，n个内撑板件模块的支撑层上所有螺线型槽段形成一个完整的螺旋槽；每相邻两个内撑板件模块中，其中一个内撑板件模块上的每根螺线型网丝段与另一个内撑板件模块上正对的一根螺线型网丝段通过一根连接网丝连接；连接网丝的长度不小于相邻内撑板件模块分离时的最大间距，从而保证连接网丝在相邻内撑板件模块分离时不被扯断。所有螺线型网丝段和连接网丝组成螺旋网丝。
[0009]所述支撑架模块包括电机、长套筒和剪叉杆组；所述电机的壳体通过两个衬套支承在带座轴承上；电机的输出端与长套筒构成移动副；所述长套筒与电机的壳体固定；长套
筒开设有n个沿周向等距布置的滑槽，每个滑槽位置处设有一个剪叉杆组；所述剪叉杆组由中部铰接的两根剪叉杆组成，其中一根剪叉杆的内端铰接在长套筒上，外端铰接在对应一个内撑板件模块的基板内表面；另一根剪叉杆的内端铰接在电机的输出端上，外端与一个滑块铰接，滑块与对应一个内撑板件模块的基板内表面构成移动副；电机控制各剪叉杆组中剪叉杆的角度变化，进而带动各内撑板件模块撑起和收回，撑起时能够提供可控的支撑力。所述长套筒两端均固定有线圈，螺旋网丝两端与两个线圈的一端分别连接。两个线圈另一端均连接有滑环，每个滑环与一对电刷接触；其中一对电刷并联连接继电器以及警示灯；开始工作前，可将继电器连接到切割设备的控制中心，各电刷固定在切割设备的机身上，不随内撑机构旋转。
[0010]优选地，所述4～6个软质凸起内嵌有应力片，各应力片分设在支撑层两端以及中间位置处，且每片应力片在支撑层周向上也错开布置。支撑层和基板正对每片应力片的位置处均开设有过孔，每片应力片上连接的导线穿过支撑层以及基板对应位置的过孔，只在调试支撑层对PFA管件的内撑力时，导线才与控制中心连接，从而使应力片反馈支撑层对PFA管件的内撑力，支撑层对PFA管件的内撑力符合要求后，将导线拆下并固定于基板内表面，避免干涉以及绕线的问题。
[0011]优选地，所述软质凸起的材料通过特殊方式制备，以达到硬度要求。软质凸起的材料的制备过程具体为：在搅拌器中依此加入聚乙烯60份、相容剂2.5份、偶联剂10份、抗氧化剂1份得到初步混合液，然后加入合成树脂40份、碳酸钙5份、润滑剂1.5份、防腐剂2份、硬脂酸镁1份和石英粉2份得到完全混合液。设置搅拌转速为500r/min，搅拌时间为6min，将完全混合液搅拌均匀，接着添加增塑剂1.5份和阻燃剂1份，在100～110℃、搅拌转速为900r/min的条件下，搅拌均匀，得到搅拌液；将搅拌液进行双辊塑炼，两轧轮机的速比均为1：1.2，温度为160℃；将经双辊塑炼得到的物料加入到双螺杆挤出机内，温度升高至250℃，使用双螺杆挤出机熔融挤出，得到未塑形材料溶液。
[0012]更优选地，未嵌有应力片的软质凸起通过将软质凸起的材料加入凸起模具中进行制备，而内嵌应力片的软质凸起制备过程具体为：将软质凸起的材料加入凸起模具中，并在软质凸起的材料降温至80℃以下时在底部嵌入连接导线的应力片，待软质凸起的材料完全凝固后得到内嵌应力片的软质凸起。其中，软质凸起的底圆直径为支撑层外径的1/35，软质凸起的高度为软质凸起底圆直径的1/5。
[0013]优选地，所述支撑层的制备过程为：取硬度在D47～D52之间的可热熔塑形塑料，进行二次重塑，重塑过程中在表面嵌入铝制的螺线型网丝段，凝固后得到表面嵌有螺线型网丝段的支撑层，且沿周向上螺线型网丝段露出支撑层外。
[0014]更优选地，所述支撑层材料采用尼龙材料，达到具备适当弹性的效果，最佳硬度为D50。
[0015]优选地，所述基板采用SKS
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2合金工具钢锻压而成；基板外表面与支撑层粘连。
[0016]优选地，根据待加工PFA弹簧的设计参数计算弹簧中径D，取弹簧中径D的1/4～1/2作为弹簧节距t，则弹簧支撑圈的高度X＝(H+b
‑
Nt)/2，螺旋角α＝arctan(t/D)，螺旋线走刀轴向距离L＝H
‑
2X；螺线型槽段宽度为刀具宽度的1.2～2倍，螺旋槽的轨迹线与待加工PFA弹簧的螺旋线一致；其中，PFA弹簧的设计参数包括弹簧矩形截面长度a、弹簧矩形截面宽度b、弹簧的有效圈数N、弹簧外径D1、弹簧内径d1和弹簧自由高度H。
[0017]优选地，所述所有软质凸起所占面积为基板外表面面积的70％～80％；所述螺线型槽段的深度为0.5mm，宽度为1.5mm；所述螺线型网丝段的直径为0.5mm。
[0018]本专利技术一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置的内撑方法，具体步骤如下：
[0019]步骤一、将长度大于H的PFA管件套在内撑板件模块外，通过三爪卡盘夹紧PFA管件一端；将带座轴承安装在切割设备上，与三爪卡盘同轴设置；各电刷固定在切割设备的机身上。
[0020]步骤二、将电机、继电器以及各应力片连接的导线与控制中心连接；控制中心驱动电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置，其特征在于：包括内撑机构和带座轴承；内撑机构包括支撑架模块和内撑板件模块；所述内撑板件模块包括软质凸起、支撑层、基板和螺线型网丝段；所述支撑层固定在基板外表面，且支撑层外表面开设有沿轴向等距布置的多个螺线型槽段；支撑层位于每相邻两个螺线型槽段之间的外表面上均固定有排列成螺线型的多个软质凸起，且支撑层位于每相邻两个螺线型槽段之间的外表面上错开软质凸起的位置处嵌有一根螺线型网丝段；所述内撑板件模块设有沿周向等距布置的n个，n在3～6范围内取值；n个内撑板件模块收拢状态下，n个内撑板件模块的支撑层上所有螺线型槽段形成一个完整的螺旋槽；每相邻两个内撑板件模块中，其中一个内撑板件模块上的每根螺线型网丝段与另一个内撑板件模块上正对的一根螺线型网丝段通过一根连接网丝连接；所述连接网丝的长度不小于相邻内撑板件模块分离时的最大间距；所有螺线型网丝段和连接网丝组成螺旋网丝；所述支撑架模块包括电机、长套筒和剪叉杆组；所述电机的壳体通过两个衬套支承在带座轴承上；电机的输出端与长套筒构成移动副；所述长套筒与电机的壳体固定；长套筒开设有n个沿周向等距布置的滑槽，每个滑槽位置处设有一个剪叉杆组；所述剪叉杆组由中部铰接的两根剪叉杆组成，其中一根剪叉杆的内端铰接在长套筒上，外端铰接在对应一个内撑板件模块的基板内表面；另一根剪叉杆的内端铰接在电机的输出端上，外端与一个滑块铰接，滑块与对应一个内撑板件模块的基板内表面构成移动副；所述长套筒两端均固定有线圈，螺旋网丝两端与两个线圈的一端分别连接；两个线圈另一端均连接有滑环，每个滑环与一对电刷接触；其中一对电刷并联连接继电器以及警示灯。2.根据权利要求1所述一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置，其特征在于：4～6个软质凸起内嵌有应力片，各应力片分设在支撑层两端以及中间位置处，且每片应力片在支撑层周向上也错开布置；支撑层和基板正对每片应力片的位置处均开设有过孔，每片应力片上连接的导线穿过支撑层以及基板对应位置的过孔。3.根据权利要求1所述一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置，其特征在于：所述软质凸起的材料制备过程具体为：在搅拌器中依此加入聚乙烯60份、相容剂2.5份、偶联剂10份、抗氧化剂1份得到初步混合液，然后加入合成树脂40份、碳酸钙5份、润滑剂1.5份、防腐剂2份、硬脂酸镁1份和石英粉2份得到完全混合液；设置搅拌转速为500r/min，搅拌时间为6min，将完全混合液搅拌均匀，接着添加增塑剂1.5份和阻燃剂1份，在100～110℃、搅拌转速为900r/min的条件下，搅拌均匀，得到搅拌液；将搅拌液进行双辊塑炼，两轧轮机的速比均为1：1.2，温度为160℃；将经双辊塑炼得到的物料加入到双螺杆挤出机内，温度升高至250℃，使用双螺杆挤出机熔融挤出，得到未塑形材料溶液。4.根据权利要求3所述一种针对机械加工PFA弹簧的内撑装置，其特征在于：未嵌有应力片的软质凸起通过将软质凸起的材料加入凸起模具中冷却得到，而内嵌应力片的软质凸起制备过程具体为：将软质凸起的材料加入凸起模具中，并在软质凸起的材料降温至80℃以下时在底部嵌入连接导线的应力片，待软质凸起的材料完全凝固后得到内嵌应力片的软质凸起；其中，软质凸起的底圆直径为支撑层外径的1/35，软质凸起的高度为软质凸起底圆直...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志鹏，何利华，丁金龙，张涵俊，倪敬，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：