内衬管切割工艺浅析

苏州健雄职业技术学院 王稳

前言

内衬管是一种外部以钢或者硬质结构为管道骨架，内衬耐磨、防腐以及耐高温的橡胶作为衬里层，通过橡胶自身物理和化学性能从而降低了管路输送介质对外部结构的冲击力、腐蚀等作用，大大延长了管路的使用寿命，降低了使用者的成本。对于内衬管的加工，多采用内衬管切割机。内衬管切割机是一种加工内衬管的设备，其切割工艺决定了内衬管的使用范围。特别是在切割过程中常常会出现切割尺寸不稳定、切割过程出现砂轮片爆片等缺陷。

1 内衬管切割机的用途和主要结构

1.1 内衬管切割机的用途

内衬管切割机是用来切割刹车拉锁内衬管（一种填充在其他管子里的保护管）的设备，在汽车工业里广泛应用。内衬管切割机是一台由电机提供动力，plc控制其运动的全自动生产设备，并且涉及到气压传动，生产出的内衬管精度可达正负0.5mm，日产量可达10000根。在更换工装以后可以生产多种型号的产品，从而适应了现代化生产柔性加工的需要。

1.2 内衬管切割机的主要结构

内衬管切割机主要由送料装置、尺寸测量装置、冷却装置、切割装置、寸测量装置等关键部件组成。其中，送料装置主要是指给切割机的切割原料提供前进动力的装置；尺寸测量装置主要用于检测切割的长度，其精度很大程度上决定了原料的切割长度和切割精度；冷却装置则主要是针对旋转中的切割砂轮片或者原料喷洒冷却液而实现降温、冷却等作用的一个循环装置；切割装置则是将原料在需要的地方进行切割的装置。除此之外，该设备还有一些辅助装置，如：安全装置、快捷操作装置、物料储存装置等。这些辅助装置虽然不是生产时必须的装置，但正是有了他们的存在，而使得内衬管切割机在生产时更加方便、快捷、安全。

2 内衬管切割工艺分析

内衬管切割工艺主要与内衬管送料、测量、冷却、切割几部分组成，其具体工艺如下。

2.1 内衬管送料

送料装置的作用主要是运输材料，是切割的第一步。送料装置分为材料供给装置、圆环形送料机构两部分。材料供给装置由电机提供动力，通过同步齿形带的传动，可以有较稳定的传动比，皮带不会打滑也可以保证内衬管的长度，如图1所示。同步齿形带既能够保证传输的柔性，又能保证较为精确的传动比。而采用圆环形送料机构是为了避免内衬管送料的流畅且不会卡住，它可以将内衬管以圆周运动稳定出料，如图2所示。

图1 材料供给装置的动力系统

图2 圆环形送料器

但是在送料过程中，由于多数内衬管是铁质的金属片卷曲而成，形状像被压缩的弹簧且外面包裹着一层胶皮，所以内衬管很容易弯曲，送料过程中容易出现内衬管从轮子中间滑出的问题。为了解决该问题，通过在轮子上开凹槽以及在凹槽轮的前面加一排排列有序的无凹槽的轮子，这样可以给内衬管一个压力，缓解内衬管的弯曲，保证了材料送料过程的稳定，如图3所示。

图3 开凹槽的轮子结构

2.2 内衬管尺寸测量

产品尺寸是衡量产品质量的一个重要标准，因此，切割机的尺寸测量装置也变成了一个十分重要的装置。本测量装置装的核心部分是编码轮，其内部有一个电刷，会跟着电机一起转动，其可以人为地设定想要的长度。每旋转一圈电刷会记录一次，当达到设定值时会告知电机停转，然后切割。在该装置中，编码器是装在反面的，它是由plc控制的，当达到设定值时plc会给出信号，通知电机停转，编码轮起到一个信号反馈的作用，如图4所示。

图4 与编码轮用联轴器配合的轮子

2.3 内衬管冷却

冷却装置由电动的水泵、冷却液箱、冷却液的回收管路组成。当切割机的启动按钮启动之后水泵就开始持续的工作，在切割部分有一个切割加紧模块，它的作用是夹住内衬管，夹紧模具的内侧即面对砂轮片的那侧，有几个喷水口，会向外面不断地喷出冷却液，从而实现对切割部件进行冷却。

2.4 内衬管切割

本切割机是由砂轮片切割完成的。砂轮片被安装在一个轴上，然后用一根v型的皮带轮连接到一个鼠笼式的电机上。将上述的装置固定在一个等臂杠杆上，电机端用铰链连接到一个气缸上。气缸作为切割进给的动力系统。在气缸的表面还装有两个感应器，其是作为切割的限位用的，当气缸上升到上限位感应器时，上限位感应器就会给plc一个信号，plc就会立即处理，给气缸所在的电磁阀一个电信号将电磁阀进行换位，届时气缸就会立即回到原来的位子。因切割的断面必须平整，所以夹紧工装应运而生。特地设计了两个夹紧工装，这样能保证产品的质量。其中一个安装在导向轮的前面，叫作切割前夹紧工装，如图5所示。

图5 切割前夹紧工装

因为材料运输切断时靠限位感应去完成，所以并未在此设计一个减速，当切割感应触发时材料可能还会有一定的运送距离，会使尺寸变得有偏差，而加了这个会有所改善，而且它还能起到固定作用。另外一个是切割平面上的夹紧工装，该装置的作用就只是为了固定，使切面平整，其是由气缸驱动的。

3 结语

经过对内衬管切割工艺的优化，特别是送料机构中通过在轮子上开凹槽以及在凹槽轮的前面加一排排列有序的无凹槽的轮子的工艺设计，有效解决了送料过程中内衬管的弯曲问题。通过采用编码器实现了切割测量的精准性；通过增加切割前夹紧工装和切割后工装，实现了切割面的精准。