平行四杆机构软管切管器

王钦明， 陈枭， 苏玉栋

（东风（十堰）汽车管业有限公司，湖北 十堰 442045）

1 传统软管切断方式

切断工序是尼龙管、橡塑管等软管类零件加工时必不可少的工序。软管切断加工主要要求是切断尺寸准确，不得将管体压扁，不得出现斜口和飞边，另外要求切割效率高，劳动强度低。传统的软管下料一般用滑动刀片式或铡刀式切管器结构，如图1和图2所示。

图1 滑动刀片式软管切割

图2 铡刀式切割

滑动刀片式切管工作过程如下：切割前，待切管件插在滑座上相应规格的孔位中，刀片被限制在滑槽里滑动。调整好切割长度后，操作者向下用力压住刀架，同时猛力向前推，刀锋迅速划过软管，将其切断。这种切管方式中，刀片与软管的相对运动速度基本不变。

这种切管器结构简单，但对切断操作要求较高，除了要求刀片锋利外，还需要切管时用力推动刀片，使之能够迅速地一次性完成切断。如果一次动作未将软管完全切断，第二次切管时需要对准切口和刀锋位置；而且刀锋工作段短，容易磨损而变钝。

图2为铡刀式切管示意图。刀片固定在铡刀杆上，铡刀杆通过转轴连接在基座上。工作中，铡刀杆与转轴形成一个省力杠杆机构。这种切管方式相对滑动刀片式比较省力，但参与切割的刀锋长度较小，刀片易磨损甚至折断，与前者相比改善不大。

2 平行四杆机构切管器

生活经验告诉我们，用刀切割韧性较大的物体过程如下：切割运动起始时，要求刀锋切向运动，以便于在被切物体表面划开切口；切口划开后，刀锋的切向运动速度即可减小，法向运动速度需要增大，以便快速切断。根据这一要求，我们设计了平行四杆机构来实现这样的运动特性。如图3所示。

图3 平行四杆机构切管器

图3中，刀片固定在中间杆上，通过摇杆和摇臂与本体连接，摇臂、摆杆、中间杆以及底座共同构成平行四杆机构。摇臂上端为手动加力部位。切割动作初期，刀片（中间杆）运动速度在管体径向分量为0，而在管体切向上分量较大，这种运动特性便于划开管体，同时保护刀片不易被折断；随着切割运动的继续，刀片切向速度减小，径向运动速度增加，以便快速将管体切断，实现了前面的设想，如图4所示。软管孔位排列时，不同的孔圆弧最高点的高度相同，保证切割起始时四杆机构工作在切向速度较大的位置。

图4 四杆机构切管器速度变化示意图

3 应用效果

平行四杆机构切管方式与前两种工作效率大致相当，但操作时所用的力要小得多，甚至杆系的自重即可切断软管；不会压扁管体或折断刀片；参与切割的刀锋段较长，减小了刀锋的磨损。另外，工作中刀刃始终在槽内，避免了刀锋外露造成安全隐患。