CN109437527A - 一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置，包括可旋转的主轴、外管夹持机构和内管夹持机构；所述外管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的外管夹头，所述内管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的内管夹头；所述外管夹头和内管夹头同轴心；所述外管夹头和内管夹头的夹持端的朝向相同；所述外管夹头的夹臂位于内管夹头的外侧。本发明的内管夹头和外管夹头可自动夹紧，内管夹头拨叉和外管夹头拨叉操作简单省力，易于自动化生产；可以制造多工位设备，提高生产效率；外管夹头和内管夹头安装在同一主轴上，保证外管和内管封接后同心；夹持在内、外玻管的同侧，封接后不需要割去内管的尾管，减少加工工序，降低玻管材料消耗。

Description

一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置及其使用方法

技术领域

本发明属于光源加工技术与装备技术领域，具体涉及一种用于玻璃套管封接的方法与玻璃套管的复合夹头装置，尤其涉及汽车前大灯用氙气大灯电弧管外封套管的封接方法，以及根据该方法设计的复合夹头装置。

背景技术

汽车用氙气大灯电弧管外需封接一个外玻管，外玻管作用是对氙气灯电弧管进行保温，提高光效，同时具有滤除紫外线的功能。

氙气灯电弧管（内管）和外玻管（外管）的封接，采用单工位专用机床的加工方式，玻管专用机床采用左右二个夹头装置，左端夹头装置安装内管，右端夹头装置安装外管，右端夹头装置移动使外管套入到内管上，并用火焰烧熔外管，用压轮把烧熔外管压在内管上进行封接。这种方案难以实现多工位自动加工，生产效率低；内管需留有尾管以备左端夹头的夹持，封接后需割去尾管，增加加工工序，浪费玻管材料。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置及其使用方法，可以制造多工位设备，在不同工位上完成外管、内管上料，端部加热，封接等，提高生产效率；还能保证外管和内管封接后同心；封接后不需要割去尾管，减少加工工序，降低玻管材料消耗。

技术方案：本发明提出一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置，包括可旋转的主轴、外管夹持机构和内管夹持机构；所述外管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的外管夹头，所述内管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的内管夹头；所述外管夹头和内管夹头同轴心；所述外管夹头和内管夹头的夹持端的朝向相同；所述外管夹头的夹臂位于内管夹头的外侧。

进一步，所述外管夹持机构还包括套在外管夹头外的锥套；所述外管夹头的夹持端的外壁为喇叭形锥面，锥套的左端内壁为喇叭形锥面并且与外管夹头的夹持端外壁的喇叭形锥面相接；锥套的右端内壁套在主轴外壁上；所述锥套的右侧端面与主轴台阶端面通过轴向的定位销连接，且锥套的右侧端面与主轴台阶端面之间还设置有第一压缩弹簧。

进一步，所述锥套的外缘设置有环形槽；所述外管夹持机构还包括控制锥套左右移动的第一操作杆；所述第一操作杆的一端伸入锥套外缘的环形槽，并且第一操作杆伸入锥套环形槽的一端设置有可沿主轴径向旋转的第一滚子。

进一步，所述外管夹头操作杆是外管夹头拨叉；所述外管夹头拨叉的开口端两个叉臂上分别设置有可沿主轴径向旋转的第一滚子，所述第一滚子设置在锥套外缘的环形槽内；所述第一滚子的内孔设置有第一转轴，所述第一转轴安装在外管夹头拨叉的开口端的小孔内；所述外管夹头拨叉的中部设置有固定的第一支撑销轴。

进一步，所述内管夹持机构还包括一个套在内管夹头外侧的内管夹头支撑套、连接在内管夹头右侧的拉杆和套在主轴外侧的拨叉环；所述内管夹头的夹持端外壁为喇叭形锥面；所述内管夹头支撑套左端的内壁为喇叭形锥面，且与内管夹头的喇叭形锥面相接；内管夹头支撑套固定在外管夹头内侧；所述拉杆外套有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的右端接在拉杆的台阶端面上，左端接在主轴的台阶端面上；所述拨叉环和拉杆通过固定销轴相连，所述固定销轴穿过主轴上的腰型孔。

进一步，所述拨叉环的外缘设置有外径环槽；所述内管夹持机构还包括控制拨叉环左右移动的第二操作杆；所述第二操作杆的一端伸入拨叉环的外径环槽，并且第二操作杆伸入拨叉环的外径环槽的一端设置有可沿主轴径向旋转的第二滚子。

进一步，所述第二操作杆是内管夹头拨叉；所述内管夹头拨叉的开口端两个叉臂上分别设置有可沿主轴径向旋转的第二滚子，所述第二滚子设置在拨叉环外径环槽内；所述第二滚子的内孔设置有第二转轴，第二转轴安装在内管夹头拨叉的开口端的小孔内；所述内管夹头拨叉的中部设置有固定的第二支撑销轴。

进一步，所述主轴外侧套有底座，所述底座和主轴之间设置有轴承，所述底座的端部设置有轴承端盖。

一种使用上述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置进行玻璃套管封接的方法，包括以下操作步骤：

步骤1：打开内管夹头，将玻璃内管放入夹头内，内管夹头收紧，夹持内管；

步骤2：打开外管夹头，将玻璃外管放入夹头内，外管夹头收紧，夹持外管；

步骤3：主轴旋转并带动内管和外管同步旋转，火头的火焰烧熔玻璃外管的端部，并把内管的封接部位加热和烧熔；

步骤4：火头的火焰烧熔外管的端部，压轮压制外管的端部，使外管的玻璃变形与内管封接成形。

有益效果：1、本发明用于玻璃套管的端部封接，特别用于汽车氙气灯电弧管外石英玻璃套管的封接，内管夹头和外管夹头可自动夹紧，内管夹头拨叉和外管夹头拨叉操作简单省力，易于实现连续自动化生产。可以制造多工位设备，在不同工位上完成外管、内管上料，端部加热，封接等，提高生产效率。

2、本发明用于外管夹持的外管夹头和用于内管夹持的内管夹头都安装在同一主轴上，外管夹头和内管夹头能保证与主轴同轴，保证外管和内管封接后同心。

3、本发明可以夹持在内、外玻管的同侧，内管无需留有尾管以备夹头的夹持，封接后不需要割去尾管，减少加工工序，降低玻管材料消耗。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图；

图2是本发明整体结构主视图；

图3是本发明主视图的A-A向剖视图；

图4是本发明主视图的C-C向剖视图；

图5是本发明主视图的B-B向剖视图；

图6是本发明主视图的D-D向剖视图；

图7是本发明整体结构俯视图。

图中：101—底板，102—拨叉环，103—第四滑动轴承，104—主轴，105—第二压缩弹簧，106—拉杆，107—内管夹头支撑套，108—端盖，109—卡圈，110—修整垫，111—垫圈，112—内管夹头，113—外隔圈，114—内隔圈，115—轴承，116—锥套，117—外管夹头，118—第一滑动轴承，119—圆柱销，120—第三滑动轴承，121—底座，122—支撑板，201—第一销轴，202—第一轴承，203—第一隔套，204—第一螺母，205—第一转轴，206—第一隔圈，207—第一滚子，208—第二滑动轴承，209—外管夹头拨叉，210—第一支撑销轴，211—第一卡圈，212—第二隔圈，213—第一挡圈，301—第二销轴，302—第二轴承，303—第二支撑销轴，304—第二螺母，305—第二转轴，306—第三隔圈，307—第二滚子，308—第五滑动轴承，309—内管夹头拨叉，310—第二隔套, 311—第二卡圈，312—第四隔圈，313—第二挡圈，401—第一压缩弹簧，402—棱形销，501—固定销轴，502—导向销，601—螺钉，602—销钉。

具体实施方式

如图2所示，本发明提出一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置，包括可旋转的主轴104和设置在主轴104上的外管夹持机构和内管夹持机构。

所述外管夹持机构包括一个外管夹头117、套在外管夹头117外的锥套116和控制锥套116左右移动的外管夹头拨叉209。

所述外管夹头117安装在主轴104的内孔内并通过设置在外管夹头117外壁的外螺纹连接设置在主轴104内孔的内螺纹；所述外管夹头117的夹持端的外壁为喇叭形锥面。

如图5，所述锥套116的左端内壁为喇叭形锥面并且与所述外管夹头117的夹持端外壁的喇叭形锥面相接。锥套116的右端内壁套在主轴104外壁上，锥套116的右端内壁和主轴104外壁之间还设置有第一滑动轴承118，第一滑动轴承118使锥套116可以沿主轴104轴向滑动。所述锥套116的右侧端面与主轴104的台阶端面通过轴向的定位销连接，所述定位销包括圆柱销119和菱形销402。圆柱销119和菱形销402使得锥套116与主轴104旋转方向的定位，还能使锥套116沿着轴向移动，同时圆柱销119和菱形销402的配合使用便于定位安装。锥套116的右侧端面与主轴104台阶端面之间还设置有第一压缩弹簧401。

如图3，所述锥套116的外缘设置有环形槽。所述外管夹头拨叉209的开口端设置有可沿锥套116外缘的环形槽滚动的第一滚子207，所述第一滚子207嵌入设置在锥套116外缘的环形槽内。所述第一滚子207的内孔装有第二滑动轴承208，第二滑动轴承208的内圈设置有第一转轴205，第一转轴205安装在外管夹头拨叉209的开口端的小孔内，第一转轴205的端面用第一隔圈206隔开然后用第一螺母204锁紧。所述外管夹头拨叉209的中部设置有第一支撑销轴210，所述第一支撑销轴210装在支撑板122的孔中，支撑板122与外管夹头拨叉209之间装有第一隔套203，第一支撑销轴210的两端设置有第一卡圈211。外管夹头拨叉209的把手端设置有第一销轴201，所述第一销轴201与外管夹头拨叉209之间装有第一轴承202，第一轴承202双侧面有第二隔圈212，第一销轴201的两端设置有第一挡圈213。

所述内管夹持机构包括一个内管夹头112、套在内管夹头112外侧的内管夹头支撑套107、连接在内管夹头112右侧的拉杆106、套在主轴104外侧的拨叉环102和控制拉杆106左右移动的内管夹头拨叉309。内管夹头112和拉杆106通过端部的螺纹连接，并且接触面上设置有垫圈111。

所述内管夹头112的夹持端外壁为喇叭形锥面；所述内管夹头支撑套107左端的内壁为喇叭形锥面，且与内管夹头112的喇叭形锥面相接。所述内管夹头112与内管夹头支撑套107之间设置便于轴向滑动的第三滑动轴承120。内管夹头支撑套107安装在外管夹头117内侧，内管夹头支撑套107设置有凸台，所述凸台压在外管夹头117的台阶端面和主轴104的台阶端面之间。

所述拉杆106外套有第二压缩弹簧105，所述第二压缩弹簧105的右端压在拉杆106的台阶端面上，左端压在主轴104的台阶端面上。

如图6，所述拨叉环102和拉杆106通过固定销轴501相连，所述固定销轴501穿过主轴104上的腰形孔，并可沿着腰型孔轴向移动。拨叉环102和主轴104之间还设置有第四滑动轴承103。主轴104右端还装有径向设置的导向销502，导向销502的圆柱面穿过拨叉环102的腰形孔，使得拨叉环102跟随主轴104旋转。所述拨叉环102的外缘设置有外径环槽。

如图4，所述内管夹头拨叉309的开口端设置有可沿外径环槽滚动的第二滚子307，所述第二滚子307嵌入设置在外径环槽内。所述第二滚子307的内孔装有第五滑动轴承308，第五滑动轴承308的内圈设置有第二转轴305，第二转轴305安装在内管夹头拨叉309的开口端的小孔内，第二转轴305的端面用第三隔圈306隔开，用第二螺母304锁紧。所述内管夹头拨叉309的中部设置有第二支撑销轴303，所述第二支撑销轴303装在底板101的孔中。所述底板101与内管夹头拨叉309之间装有第二隔套310，第二支撑销轴303的两端设置有第二卡圈311。内管夹头拨叉309的把手端设置有第二销轴301，所述第二销轴301与内管夹头拨叉309之间装有第二轴承302，第二轴承302双侧面有第四隔圈312，第二销轴301的两端设置有第二挡圈313。

所述主轴104外圆柱面上安装有2个轴承115，2个轴承115之间用外隔圈113和内隔圈114分隔开，轴承115端用卡圈109和修整垫110固定在主轴104上，轴承115外圈安装在底座121的内孔内，轴承115外圈端面用端盖108压紧，主轴104可以由外置机构带动旋转。

如图7，所述的底座121用螺钉固定在底板上，而底板101用螺钉601固定的外置的设备上，用销钉602定位；所述的支撑板122也用螺钉固定在底板101上。

该装置在用于夹持内管和外管时，由外置的内管上料机构把内管自动上料到内管夹头112，内管轴向定位由外置上料机构控制；由外置的外管上料机构把外管自动上料到外管夹头117上，外管轴向定位由外置上料机构控制；所述的内管夹头和外管夹头安装在主轴104上，与主轴104同步自转。

所述的内管夹头112的后端内孔螺纹与拉杆106的前端外螺纹连接，见图2所示，在拉杆的外圆柱面上安装有第二压缩弹簧105，第二压缩弹簧105一端抵触在拉杆104，另一端抵触在主轴104的内孔端面，在第二压缩弹簧105的张力作用下，内管夹头112后退，前端内孔收缩夹持内管。

所述的外管夹头117安装在主轴104上，其前端锥面与锥套116内锥孔相抵触，锥套116后端面均匀分布有一组孔，孔内安装有第一压缩弹簧401，第一压缩弹簧401另一端装在主轴104台阶端面的孔内，见图2所示，在第一压缩弹簧401的张力作用下，锥套116前移使外管夹头117内孔收缩夹持外管。外置的火焰和压轮机构就可以烧熔和封接内、外管。上述结构实现了外管夹头和内管夹头的自动夹紧。

所述的拉杆106与拨叉环102通过固定销轴501相连接，而拨叉环102与第二滚子307相抵触，而第二滚子307安装在内管夹头拨叉309上，内管夹头拨叉309安装在第二支撑销轴303上，可以摆动，而内管夹头拨叉309另一端安装有第二轴承302，见附图4所示，外置机构推动第二轴承302移动，内管夹头拨叉309摆动，第二滚子307推着拨叉环102前移，拉杆106克服弹簧张力使内管夹头112前移，内管夹头112前端孔松开。

所述的锥套116外环槽与第一滚子207相抵触，而第一滚子207安装在外管夹头拨叉209上外管夹头，拨叉209安装在第一支撑销轴210上，可以摆动，而外管夹头拨叉209另一端安装有第一轴承202，见附图3所示，外置机构推动第一轴承202移动，外管夹头拨叉209摆动，第一滚子207推着锥套116克服弹簧401的张力后退，外管夹头117前端孔松开；内、外玻管封接后，外管夹头117和内管夹头112松开，通过外置机械手把封接后的内、外管下料。内管夹头拨叉309和外管夹头拨叉209操作简单省力，易于实现连续自动化生产。

所述的主轴104圆柱面外安装有轴承115，而轴承115的外圈安装在底座121内孔内，外置的机构通过主轴104后端的内花键孔带动主轴104自转，实现玻璃套管的封接。所述的底座121安装在底板101之上，如图7所示，而底板101通过螺钉601和销钉602固定在设备上，使复合夹头装置完成各项功能。

如图1，使用上述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置进行玻璃套管封接的方法，包括以下操作步骤：

步骤1：打开内管夹头112，将玻璃内管放入夹头内，内管夹头112收紧，夹持内管；

步骤2：打开外管夹头209，将玻璃外管放入夹头内，外管夹头209收紧，夹持外管；

步骤3：主轴104旋转并带动内管和外管同步旋转，火头的火焰烧熔玻璃外管的端部，并把内管的封接部位加热和烧熔；

步骤4：火头的火焰烧熔外管的端部，压轮压制外管的端部，使外管的玻璃变形与内管封接成形。

Claims (9)

1.一种用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：包括可旋转的主轴、外管夹持机构和内管夹持机构；所述外管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的外管夹头，所述内管夹持机构包括一个固定在主轴上与主轴同步旋转的内管夹头；所述外管夹头和内管夹头同轴心；所述外管夹头和内管夹头的夹持端的朝向相同；所述外管夹头的夹臂位于内管夹头的外侧。

2.根据权利要求1所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述外管夹持机构还包括套在外管夹头外的锥套；所述外管夹头的夹持端的外壁为喇叭形锥面，锥套的左端内壁为喇叭形锥面并且与外管夹头的夹持端外壁的喇叭形锥面相接；锥套的右端内壁套在主轴外壁上；所述锥套的右侧端面与主轴台阶端面通过轴向的定位销连接，且锥套的右侧端面与主轴台阶端面之间还设置有第一压缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述锥套的外缘设置有环形槽；所述外管夹持机构还包括控制锥套左右移动的第一操作杆；所述第一操作杆的一端伸入锥套外缘的环形槽，并且第一操作杆伸入锥套环形槽的一端设置有可沿主轴径向旋转的第一滚子。

4.根据权利要求3所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述外管夹头操作杆是外管夹头拨叉；所述外管夹头拨叉的开口端两个叉臂上分别设置有可沿主轴径向旋转的第一滚子，所述第一滚子设置在锥套外缘的环形槽内；所述第一滚子的内孔设置有第一转轴，所述第一转轴安装在外管夹头拨叉的开口端的小孔内；所述外管夹头拨叉的中部设置有固定的第一支撑销轴。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述内管夹持机构还包括一个套在内管夹头外侧的内管夹头支撑套、连接在内管夹头右侧的拉杆和套在主轴外侧的拨叉环；所述内管夹头的夹持端外壁为喇叭形锥面；所述内管夹头支撑套左端的内壁为喇叭形锥面，且与内管夹头的喇叭形锥面相接；内管夹头支撑套固定在外管夹头内侧；所述拉杆外套有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧的右端接在拉杆的台阶端面上，左端接在主轴的台阶端面上；所述拨叉环和拉杆通过固定销轴相连，所述固定销轴穿过主轴上的腰型孔。

6.根据权利要求5所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述拨叉环的外缘设置有外径环槽；所述内管夹持机构还包括控制拨叉环左右移动的第二操作杆；所述第二操作杆的一端伸入拨叉环的外径环槽，并且第二操作杆伸入拨叉环的外径环槽的一端设置有可沿主轴径向旋转的第二滚子。

7.根据权利要求6所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述第二操作杆是内管夹头拨叉；所述内管夹头拨叉的开口端两个叉臂上分别设置有可沿主轴径向旋转的第二滚子，所述第二滚子设置在拨叉环外径环槽内；所述第二滚子的内孔设置有第二转轴，第二转轴安装在内管夹头拨叉的开口端的小孔内；所述内管夹头拨叉的中部设置有固定的第二支撑销轴。

8.根据权利要求7所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置，其特征在于：所述主轴外侧套有底座，所述底座和主轴之间设置有轴承，所述底座的端部设置有轴承端盖。

9.一种使用权利要求1-8任意一项所述的用于玻璃套管封接的复合夹头装置进行玻璃套管封接的方法，其特征在于包括以下操作步骤：

步骤1：打开内管夹头，将玻璃内管放入夹头内，内管夹头收紧，夹持内管；

步骤2：打开外管夹头，将玻璃外管放入夹头内，外管夹头收紧，夹持外管；

步骤3：主轴旋转并带动内管和外管同步旋转，火头的火焰烧熔玻璃外管的端部，并把内管的封接部位加热和烧熔；

步骤4：火头的火焰烧熔外管的端部，压轮压制外管的端部，使外管的玻璃变形与内管封接成形。