CN109354393B - 一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置，属于微加工、微制造领域。该装置包括机身部分、夹持部分、加热部分、挤压头进给部分和尾部托架部分。该装置能够在一定的旋转速度下，通过加热、挤压等方式将均匀直径的微玻璃管加工成具有收缩扩张的微喷管形状。具体地，本发明通过电阻加热丝将玻璃管加热，然后挤压加热的玻璃管特定部位，使其特定部位外径变小，从而生产出先收缩后扩张的微玻璃管。本发明能够解决现有技术中玻璃拉制过程中出现的纤维化问题，实现玻璃微喷管收缩部位尺寸的精准控制。

Description

一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置
技术领域
本发明是一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置，属于微加工、微制造领域。
背景技术
在MEMS所涉及到的微能源动力系统、微推进系统、微流体系统、微型传感器、微型执行器中常常会使用微型喷管。如在微小型卫星的控制系统中，利用数字阵列式的微型喷管构成的微推进器可对卫星进行精确定位、轨道控制以及姿态调整。微型喷管作为上述系统的关键组件，由于微喷管的特征尺寸要小的多，对其加工精度要求高。微喷管一般采用玻璃制作，其形状通常为收缩扩张式拉瓦尔结构。目前，这一系列的工作如加热位置、时间和拉伸速度等一系列影响玻璃制作的参数，无法做到精确监控和实施，这个过程由于加热区域远大于理想加热区域，直接导致最终拉制出的成型玻璃管存在严重的纤维化问题。为了解决拉伸过程的纤维化问题，本发明提出一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于收缩扩张式微喷管成型加工装置，解决现有技术中玻璃拉制过程中出现的纤维化问题，实现玻璃微喷管收缩部位尺寸的精准控制。该装置能够在一定的旋转速度下，通过加热、挤压等方式将均匀直径的微玻璃管加工成具有收缩扩张的微喷管形状。具体地，本发明通过电阻加热丝将玻璃管加热，然后挤压加热的玻璃管特定部位，使其特定部位外径变小，从而生产出先收缩后扩张的微玻璃管。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种用于收缩扩张式玻璃微喷管成型加工装置，包括机身部分、夹持部分、加热部分、挤压头进给部分和尾部托架部分。
所述的机身部分包括主轴孔、机身导轨和丝杠。主轴穿过主轴孔，主轴的外端与夹持部分相连接。丝杠位于机身的两侧，分别与加热部分和挤压头进给部分相连接。丝杠的中间位置安装有机身导轨。
所述的夹持部分包括锁紧套和三夹爪。锁紧套通过旋转运动来控制三夹爪的开闭合。三夹爪上涂有橡胶保护层。
所述的挤压头进给部分包括挤压头纵向进给机构、挤压头夹紧机构、挤压头、挤压头横向进给机构和挤压头整体横向进给机构。挤压头整体横向进给机构通过丝杠与机身部分相连，通过转轮控制挤压头进给部分沿机身部分的横向运动。挤压头纵向进给机构通过滑轨与挤压头横向进给机构相连接，通过旋转纵向轮控制挤压头纵向进给机构沿纵向的运动。挤压头横向进给机构通过滑块与挤压头夹紧机构相连接，通过横向转轮调节挤压头整体横向进给机构横向运动。挤压头夹紧机构通过夹紧块将挤压头固定。最终，实现挤压头与玻璃管的对中和纵向推挤功能。
所述的加热部分包括微加热线圈、微线圈横向进给机构、微线圈纵向进给机构和微线圈整体横向进给机构。微加热线圈安装在微线圈横向进给机构上，微线圈横向进给机构通过微线圈纵向进给机构与微线圈整体横向进给机构相连接；加热部分的结构与挤压头进给部分相类似，微加热线圈位于加热部分的顶部。
所述尾部托架部分包括尾部托板、连接轴、尾部锁紧开关和旋轮。尾部托板呈V形结构，尾部托板通过连接轴与转轮相连，通过尾部锁紧开关禁止连接轴旋转。尾部锁紧开关的作用是在玻璃管的旋转加热时，对玻璃管一端提供支持力，防止玻璃加热软化后，玻璃管的旋转轴线下垂。
本发明提供一种收缩扩张式玻璃微喷管的制造装置工作原理如下，
本发明将玻璃管的一端用三夹爪夹持，微玻璃管的另一端用尾部托架支撑。然后，将加热线圈调节到玻璃管要加热的部位。在电机的带动下，玻璃管边旋转边进行加热。当玻璃管加热到软化状态后，通过丝杠调节挤压头的纵向进给量和横向进给量，对微玻璃管进行收缩成型加工至所需尺寸。
与现有玻璃微喷管加工技术相比，本发明突出特点如下，
本发明可以获得如下有益效果和特点：1)本发明操作方式简单，控制精度高，可靠性好；2)本发明可以通过设置不同的加热参数，如加热功率、挤压头纵向进给量与加热时间等，进而控制玻璃加工的过程，从而实现收缩部位尺寸的精确控制；
附图说明
图1：本发明一种用于收缩扩张式玻璃微喷管的成型加工装置三维图；
图2：本发明机身部分三维图；
图3：本发明夹持部分三维图；
图4：本发明挤压头进给部分三维图；
图5：本发明微加热部分三维图；
图6：本发明尾部托架部分三维图；
图7：本发明微加热线圈三维图；
图8：本发明加工原理图；
图中：1机身部分，2夹持部分，3挤压头进给部分，4加热部分，5尾部托架部分，6玻璃管，7电机主轴孔，8丝杠，9机身导轨，10锁紧套，11三夹爪，12挤压头纵向进给机构，13挤压头夹紧机构，14挤压头，15挤压头横向进给机构，16挤压头进给部分整体横向进给机构，17微加热线圈，18微加热线圈横向进给机构，19微加热线圈纵向进给机构， 20微加热部分整体横向进给机构，21尾部托板，22连接轴，23尾部锁紧开关，24旋轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图，对本发明进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明的一种收缩扩张式玻璃微喷管制造装置三维图，包括：机身部分 1、夹持部分2、挤压头进给部分3、加热部分4、尾部托架部分5和玻璃管6。
如图2所示，为本发明机身部分三维图，包括：电机主轴孔7、丝杠8和机身导轨9。电机主轴穿过电机主轴孔7，其外端与夹持部分2相连接。丝杠8位于机身1的两侧，分别与挤压头进给部分3和加热部分4相连接。
如图3所示，为本发明夹持部分三维图，包括：锁紧套10和三夹爪11。锁紧套10通过旋转运动来控制三夹爪11的开合。其中，三夹爪11上涂有橡胶保护层。最终，实现玻璃管的夹持功能。
如图4所示，为本发明挤压头进给部分三维图，包括：挤压头纵向进给机构12、挤压头夹紧机构13和挤压头14、挤压头横向进给机构15和挤压头整体横向进给机构16。挤压头整体横向进给机构16通过丝杠8与机身1相连，通过转轮控制挤压头进给部分2沿机身1 的横向运动。挤压头纵向进给机构12通过滑轨与挤压头横向进给机构15相连接，通过旋转轮控制其纵向运动。挤压头横向进给机构15通过滑块与挤压头夹紧机构13相连接，通过转轮调节其横向运动。挤压头夹紧机构13通过夹紧块将挤压头14固定。最终，实现挤压头14 与玻璃管6的对中和纵向推挤功能。
如图5所示，为本发明加热部分三维图，包括：微加热线圈17、微线圈横向进给机构18、微线圈纵向进给机构19和微线圈整体横向进给机构20。其结构与挤压头进给部分3相类似，微加热线圈17位于其顶部。最终，实现对玻璃管6的加热功能。
如图6所示，为本发明加热部分三维图，包括：尾部托板21、连接轴22、尾部锁紧开关23和旋轮24。尾部托板21呈V形结构，通过连接轴22与旋轮24相连，通过尾部锁紧开关23固定连接轴，防止其旋转。其作用是在玻璃管的旋转加热时，对玻璃管一端提供支持力，防止玻璃加热软化后玻璃管的旋转轴线下垂。
如图7所示，为本发明微加热线圈三维图，微加热线圈形状为半环绕式结构，微加热线圈采用高熔点金属钨制成。
工作原理：
如图8所示，为本发明工作原理图，将玻璃管6的一端用三夹爪11夹持，另一端用尾部托板21支撑。然后，将加热线圈17调节到玻璃管6要加热的部位。在电机的带动下，玻璃管6边旋转边进行加热。当玻璃管6加热至软化状态后，通过丝杠调节微挤压头14的纵向进给量，对玻璃管6进行收缩成型加工。
以上所述仅为解释本发明，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于收缩扩张式玻璃微喷管成型加工装置，其特征在于：包括机身部分、夹持部分、加热部分、挤压头进给部分和尾部托架部分；
所述的机身部分包括主轴孔、机身导轨和丝杠；主轴穿过主轴孔，主轴的外端与夹持部分相连接；丝杠位于机身的两侧，分别与加热部分和挤压头进给部分相连接；丝杠的中间位置安装有机身导轨；
所述的夹持部分包括锁紧套和三夹爪；锁紧套通过旋转运动来控制三夹爪的开闭合；
所述的挤压头进给部分包括挤压头纵向进给机构、挤压头夹紧机构、挤压头、挤压头横向进给机构和挤压头整体横向进给机构；挤压头整体横向进给机构通过丝杠与机身部分相连，通过转轮控制挤压头进给部分沿机身部分的横向运动；挤压头纵向进给机构通过滑轨与挤压头横向进给机构相连接，通过旋转纵向轮控制挤压头纵向进给机构沿纵向的运动；挤压头横向进给机构通过滑块与挤压头夹紧机构相连接，通过横向转轮调节挤压头整体横向进给机构横向运动；挤压头夹紧机构通过夹紧块将挤压头固定；最终，实现挤压头与玻璃管的对中和纵向推挤功能；
所述的加热部分包括微加热线圈、微线圈横向进给机构、微线圈纵向进给机构和微线圈整体横向进给机构；微加热线圈安装在微线圈横向进给机构上，微线圈横向进给机构通过微线圈纵向进给机构与微线圈整体横向进给机构相连接；加热部分的结构与挤压头进给部分相类似，微加热线圈位于加热部分的顶部；
所述尾部托架部分包括尾部托板、连接轴、尾部锁紧开关和旋轮；尾部托板呈V形结构，尾部托板通过连接轴与转轮相连，通过尾部锁紧开关禁止连接轴旋转；尾部锁紧开关的作用是在玻璃管的旋转加热时，对玻璃管一端提供支持力，防止玻璃加热软化后，玻璃管的旋转轴线下垂。
2.根据权利要求1所述的一种用于收缩扩张式玻璃微喷管成型加工装置，其特征在于：将玻璃管的一端用三夹爪夹持，微玻璃管的另一端用尾部托架支撑；然后，将加热线圈调节到玻璃管要加热的部位；在电机的带动下，玻璃管边旋转边进行加热；当玻璃管加热到软化状态后，通过丝杠调节挤压头的纵向进给量和横向进给量，对微玻璃管进行收缩成型加工至所需尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种用于收缩扩张式玻璃微喷管成型加工装置，其特征在于：三夹爪上涂有橡胶保护层。
4.根据权利要求1所述的一种用于收缩扩张式玻璃微喷管成型加工装置，其特征在于：微加热线圈形状为半环绕式结构，微加热线圈采用高熔点金属钨制成。
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