平行四桿機構軟管切管器

王欽明， 陳梟， 蘇玉棟

（東風（十堰）汽車管業有限公司，湖北 十堰 442045）

1 傳統軟管切斷方式

切斷工序是尼龍管、橡塑管等軟管類零件加工時必不可少的工序。軟管切斷加工主要要求是切斷尺寸準確，不得將管體壓扁，不得出現斜口和飛邊，另外要求切割效率高，勞動強度低。傳統的軟管下料一般用滑動刀片式或鍘刀式切管器結構，如圖1和圖2所示。

圖1 滑動刀片式軟管切割

圖2 鍘刀式切割

滑動刀片式切管工作過程如下：切割前，待切管件插在滑座上相應規格的孔位中，刀片被限制在滑槽里滑動。調整好切割長度后，操作者向下用力壓住刀架，同時猛力向前推，刀鋒迅速劃過軟管，將其切斷。這種切管方式中，刀片與軟管的相對運動速度基本不變。

這種切管器結構簡單，但對切斷操作要求較高，除了要求刀片鋒利外，還需要切管時用力推動刀片，使之能夠迅速地一次性完成切斷。如果一次動作未將軟管完全切斷，第二次切管時需要對準切口和刀鋒位置；而且刀鋒工作段短，容易磨損而變鈍。

圖2為鍘刀式切管示意圖。刀片固定在鍘刀桿上，鍘刀桿通過轉軸連接在基座上。工作中，鍘刀桿與轉軸形成一個省力杠桿機構。這種切管方式相對滑動刀片式比較省力，但參與切割的刀鋒長度較小，刀片易磨損甚至折斷，與前者相比改善不大。

2 平行四桿機構切管器

生活經驗告訴我們，用刀切割韌性較大的物體過程如下：切割運動起始時，要求刀鋒切向運動，以便于在被切物體表面劃開切口；切口劃開后，刀鋒的切向運動速度即可減小，法向運動速度需要增大，以便快速切斷。根據這一要求，我們設計了平行四桿機構來實現這樣的運動特性。如圖3所示。

圖3 平行四桿機構切管器

圖3中，刀片固定在中間桿上，通過搖桿和搖臂與本體連接，搖臂、擺桿、中間桿以及底座共同構成平行四桿機構。搖臂上端為手動加力部位。切割動作初期，刀片（中間桿）運動速度在管體徑向分量為0，而在管體切向上分量較大，這種運動特性便于劃開管體，同時保護刀片不易被折斷；隨著切割運動的繼續，刀片切向速度減小，徑向運動速度增加，以便快速將管體切斷，實現了前面的設想，如圖4所示。軟管孔位排列時，不同的孔圓弧最高點的高度相同，保證切割起始時四桿機構工作在切向速度較大的位置。

圖4 四桿機構切管器速度變化示意圖

3 應用效果

平行四桿機構切管方式與前兩種工作效率大致相當，但操作時所用的力要小得多，甚至桿系的自重即可切斷軟管；不會壓扁管體或折斷刀片；參與切割的刀鋒段較長，減小了刀鋒的磨損。另外，工作中刀刃始終在槽內，避免了刀鋒外露造成安全隱患。