CN115286233B - 预制棒的加工方法及其加工设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种预制棒的加工方法，包括以下步骤：提供第一芯棒，所述第一芯棒的一端具有锥部；将一根第一芯棒连同若干圆柱形芯棒一起插入套管中，形成预制棒，其中，第一芯棒远离锥部的一端与相邻的圆柱形芯棒的端面接触，第一芯棒的锥部最终插入所述套管的中空锥状部中。本申请在插芯时，第一芯棒的锥部伸入套管的中空锥状部内，这样第一芯棒的锥部和套管的中空锥状部之间也能形成有效段，从而提高套管的利用率。

Description

预制棒的加工方法及其加工设备
技术领域
本发明涉及光纤预制棒领域，具体涉及预制棒的加工方法及其加工设备。
背景技术
目前光纤预制棒主要分为两个部分进行制造，两个部分分别为芯棒制造和外包层制造。芯棒制造主要工艺主要用VAD(轴向气相沉积法)，OVD(外部气相沉积)、MCVD(改进型化学气相沉积)和PCVD(等离子化学气相沉积)，外包层制造工艺主要有OVD(外部气相沉积)和套管法。
套管法具有生产效率高、成本低的特点。实际操作时，会在套管的一端熔接尾管，然后将芯棒通过尾管插入套管内，形成预制棒，然后将由套管和芯棒组合而成的预制棒送至拉丝炉上进行拉丝，拉丝时，拉丝炉上方的夹紧装置夹紧尾管。
现有生产过程中套管的下端会加工出中空锥状部，中空锥状部有较大区域的内径小于芯棒的外径，现有技术中，插入的芯棒均为规整的圆柱状，插入芯棒后，中空锥状部中有较大区域内并没有芯棒，这导致在拉丝时中空锥状部基本都是无效段，不能有效利用中空锥状部，套管利用率低。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了预制棒的加工方法及其加工设备。
本发明采取的技术方案如下：
一种预制棒的加工方法，包括以下步骤：
提供第一芯棒，所述第一芯棒的一端具有锥部；
将一根第一芯棒连同若干圆柱形芯棒一起插入套管中，形成预制棒，其中，第一芯棒远离锥部的一端与相邻的圆柱形芯棒的端面接触，第一芯棒的锥部最终插入所述套管的中空锥状部中。
本申请在插芯时，第一芯棒的锥部伸入套管的中空锥状部内，这样第一芯棒的锥部和套管的中空锥状部之间也能形成有效段，从而提高套管的利用率。
于本发明其中一实施例中，所述第一芯棒的加工工序为：将两根圆柱形芯棒的端部加热熔融，然后相互远离，圆柱形芯棒的一端形成所述锥部。
于本发明其中一实施例中，所述第一芯棒的加工工序为：
粗芯棒延伸后得到长芯棒；
截断长芯棒两端的辅助棒，并保留长芯棒两端的锥部；
将长芯棒进行截断得到两个具有锥部的第一芯棒以及多根圆柱形芯棒。
于本发明其中一实施例中，还包括测量匹配工序：
检测每根第一芯棒的锥部尺寸；
检测套管的中空锥状部的内部尺寸；
根据套管的中空锥状部的内部尺寸匹配相应的第一芯棒，使第一芯棒的锥部能够无干涉的插入中空锥状部内。
实际运用时，一种匹配方式为：
沿轴向，从锥部的最大值起算，选取n个外径值，每个外径值的测量间隔为x，得到由大到下的n个外径数值，记为a1、a2…an；
沿轴向，从中空锥状部的最大值起算，选取n个内径值，每个内径值的测量间隔为x，得到由大到下的n个内径数值，记为b1、b2…bn；
当同时满足b1＞a1，b2＞a2…，bn大于an时，认定中空锥状部与锥部匹配。
实际运用时，n可以大于等于3。
本申请还公开了一种预制棒的加工设备，包括：
预制棒加工机床，具有加热喷灯以及两个可相互靠近或远离的旋转夹具，所述预制棒加工机床用于加工出端部具有锥部的第一芯棒；
外径检测装置，用于测量所述第一芯棒的锥部外径数据；
内径检测装置，用于测量套管的中空锥状部的内径数据。
于本发明其中一实施例中，所述外径检测装置包括：
第一机架；
第一移动座，滑动设置在所述第一机架上，用于安放所述第一芯棒；
外径测量仪，设置在第一机架上，位于所述第一移动座一侧；
第一驱动机构，用于驱动所述第一移动座移动。
于本发明其中一实施例中，所述内径检测装置包括：
第二机架；
支撑架，设置在所述第二机架上，用于支撑所述套管；
第二移动座，活动设置在所述第二机架上；
连杆，第一端固定在所述第二移动座上；
非接触式内径测量仪，固定在所述连杆的第二端，用于测量中空柱状部的内径；
第二驱动机构，用于驱动所述第二移动座移动，带动所述非接触式内径测量仪伸入套管的中空柱状部内。
于本发明其中一实施例中，所述内径检测装置包括：
第二机架；
支撑架，设置在所述第二机架上，用于支撑所述套管；
第二移动座，活动设置在所述第二机架上；
连杆，第一端固定在所述第二移动座上；
印模材料注料头，固定在所述连杆的第二端，用于向中空锥状部注入印模材料；
第二驱动机构，用于驱动所述第二移动座移动，带动所述印模材料注料头伸入套管的中空柱状部内。
实际运用时，印模材料注料头将混合后的基质和凝固剂打入中空锥状部形成印模，设定时间后，印模基本固化，第一驱动机构回缩将印模从中空锥状部移出，通过外径测量仪可以测量印模的外径，印模的外径数据即中空锥状部的内径数据。
为了使印模可靠移出，可以通过设置额外的顶针组件来辅助进行，所述顶针组件包括位于中空锥状部外侧的顶针以及用于驱动顶针移动的伸缩元件，工作时，伸缩元件工作，将顶针通过中空锥状部的通孔顶入，这样通过一端顶针顶，另一端连杆拉，能够可靠的将印模从中空锥状部取出。
实际运用时，可以根据需要选择印模材料，比如可以选用固化时间短的耳印用印模材料。
于本发明其中一实施例中，所述第二驱动机构为传送带组件、齿轮齿条组件或滚珠丝杠副结构。
于本发明其中一实施例中，所述第一驱动机构为电动推杆或滚珠丝杠副结构。
本发明的有益效果是：本申请在插芯时，第一芯棒的锥部伸入套管的中空锥状部内，这样第一芯棒的锥部和套管的中空锥状部之间也能形成有效段，从而提高套管的利用率。
附图说明
图1是本申请加工方法得到的预制棒的局部剖视示意图；
图2是套管、第一芯棒和圆柱形芯棒的示意图；
图3是外径检测装置；
图4是内径检测装置的一种示意图；
图5是内径检测装置的另一种示意图。
图中各附图标记为：
1、套管；2、中空锥状部；3、第一芯棒；4、锥部；5、圆柱形芯棒；6、第一移动座；7、外径测量仪；8、第一驱动机构；9、支撑架；10、第二移动座；11、连杆；12、非接触式内径测量仪；13、印模材料注料头；14、顶针；15、伸缩元件；16、外径检测装置；17、内径检测装置。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例1
如图1和2所示，本实施例公开了一种预制棒的加工方法，包括以下步骤：
提供第一芯棒3，第一芯棒3的一端具有锥部4；
将一根第一芯棒3连同若干圆柱形芯棒5一起插入套管1中，形成预制棒，其中，第一芯棒3远离锥部4的一端与相邻的圆柱形芯棒5的端面接触，第一芯棒3的锥部4最终插入套管1的中空锥状部2中。
本申请在插芯时，第一芯棒3的锥部4伸入套管1的中空锥状部2内，这样第一芯棒3的锥部4和套管1的中空锥状部2之间也能形成有效段，从而提高套管1的利用率。
本实施例的第一芯棒3有两种加工方式，第一种为：将两根圆柱形芯棒5的端部加热熔融，然后相互远离，圆柱形芯棒5的一端形成锥部4。
第一种为：
粗芯棒延伸后得到长芯棒；
截断长芯棒两端的辅助棒，并保留长芯棒两端的锥部4；
将长芯棒进行截断得到两个具有锥部4的第一芯棒3以及多根圆柱形芯棒5。
本实施例中，预制棒的加工方法还包括测量匹配工序：
检测每根第一芯棒3的锥部4尺寸；
检测套管1的中空锥状部2的内部尺寸；
根据套管1的中空锥状部2的内部尺寸匹配相应的第一芯棒3，使第一芯棒3的锥部4能够无干涉的插入中空锥状部2内。
实际运用时，一种匹配方式为：
沿轴向，从锥部4的最大值起算，选取n个外径值，每个外径值的测量间隔为x，得到由大到下的n个外径数值，记为a1、a2…an；
沿轴向，从中空锥状部2的最大值起算，选取n个内径值，每个内径值的测量间隔为x，得到由大到下的n个内径数值，记为b1、b2…bn；
当同时满足b1＞a1，b2＞a2…，bn大于an时，认定中空锥状部2与锥部4匹配。
实际运用时，n可以大于等于3。
如图3和4所示，本实施例还公开了一种预制棒的加工设备，包括：
预制棒加工机床(省略未画出)，具有加热喷灯以及两个可相互靠近或远离的旋转夹具，预制棒加工机床用于加工出端部具有锥部4的第一芯棒3；
外径检测装置16，用于测量第一芯棒3的锥部4外径数据；
内径检测装置17，用于测量套管1的中空锥状部2的内径数据。
如图3所示，于本实施例中，外径检测装置16包括：
第一机架(图中省略未画出)；
第一移动座6，滑动设置在第一机架上，用于安放第一芯棒3；
外径测量仪7，设置在第一机架上，位于第一移动座6一侧；
第一驱动机构8(图中省略未画出)，用于驱动第一移动座6移动，实际运用时，第一驱动机构8可以为电动推杆或滚珠丝杠副结构。
如图4所示，于本实施例中，内径检测装置17包括：
第二机架(图中省略未画出)；
支撑架9，设置在第二机架上，用于支撑套管1；
第二移动座10，活动设置在第二机架上；
连杆11，第一端固定在第二移动座10上；
非接触式内径测量仪12，固定在连杆11的第二端，用于测量中空柱状部的内径；
第二驱动机构(图中省略未画出)，用于驱动第二移动座10移动，带动非接触式内径测量仪12伸入套管1的中空柱状部内，实际运用时，第二驱动机构为传送带组件、齿轮齿条组件或滚珠丝杠副结构等能够长距离驱动的结构。
实施例2
如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于内径检测装置17不同，本实施例的内径检测装置17包括：
第二机架；
支撑架9，设置在第二机架上，用于支撑套管1；
第二移动座10，活动设置在第二机架上；
连杆11，第一端固定在第二移动座10上；
印模材料注料头13，固定在连杆11的第二端，用于向中空锥状部2注入印模材料；
第二驱动机构，用于驱动第二移动座10移动，带动印模材料注料头13伸入套管1的中空柱状部内。
实际运用时，印模材料注料头13将混合后的基质和凝固剂打入中空锥状部2形成印模，设定时间后，印模基本固化，第一驱动机构8回缩将印模从中空锥状部2移出，通过外径测量仪7可以测量印模的外径，印模的外径数据即中空锥状部2的内径数据。
如图5所示，为了使印模可靠移出，可以通过设置额外的顶针组件来辅助进行，顶组件包括位于中空锥状部2外侧的顶针14以及用于驱动顶针14移动的伸缩元件15，工作时，伸缩元件15工作，将顶针14通过中空锥状部2的通孔顶入，这样通过一端顶针14顶，另一端连杆11拉，能够可靠的将印模从中空锥状部2取出。
实际运用时，可以根据需要选择印模材料，比如可以选用固化时间短的耳印用印模材料。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种预制棒的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一芯棒，所述第一芯棒的一端具有锥部；
将一根第一芯棒连同若干圆柱形芯棒一起插入套管中，形成预制棒，其中，第一芯棒远离锥部的一端与相邻的圆柱形芯棒的端面接触，第一芯棒的锥部最终插入所述套管的中空锥状部中；
还包括测量匹配工序：
检测每根第一芯棒的锥部尺寸；
检测套管的中空锥状部的内部尺寸；
根据套管的中空锥状部的内部尺寸匹配相应的第一芯棒，使第一芯棒的锥部能够无干涉的插入中空锥状部内；
中空锥状部与锥部的匹配方式为：
沿轴向，从锥部的最大值起算，选取n个外径值，每个外径值的测量间隔为x，得到由大到小的n个外径数值，记为a1、a2…an；
沿轴向，从中空锥状部的最大值起算，选取n个内径值，每个内径值的测量间隔为x，得到由大到小的n个内径数值，记为b1、b2…bn；
当同时满足b1＞a1，b2＞a2…，bn＞an时，认定中空锥状部与锥部匹配；
n大于等于3；
预制棒的加工方法通过预制棒的加工设备实施，预制棒的加工设备包括：
预制棒加工机床，具有加热喷灯以及两个可相互靠近或远离的旋转夹具，所述预制棒加工机床用于加工出端部具有锥部的第一芯棒；
外径检测装置，用于测量所述第一芯棒的锥部外径数据；
内径检测装置，用于测量套管的中空锥状部的内径数据；
所述外径检测装置包括：
第一机架；
第一移动座，滑动设置在所述第一机架上，用于安放所述第一芯棒；
外径测量仪，设置在第一机架上，位于所述第一移动座一侧；
第一驱动机构，用于驱动所述第一移动座移动；
所述内径检测装置包括：
第二机架；
支撑架，设置在所述第二机架上，用于支撑所述套管；
第二移动座，活动设置在所述第二机架上；
连杆，第一端固定在所述第二移动座上；
印模材料注料头，固定在所述连杆的第二端，用于向中空锥状部注入印模材料；
第二驱动机构，用于驱动所述第二移动座移动，带动所述印模材料注料头伸入套管的中空柱状部内；
顶针组件，包括位于中空锥状部外侧的顶针以及用于驱动顶针移动的伸缩元件，工作时，伸缩元件工作，将顶针通过中空锥状部的通孔顶入，通过一端顶针顶，另一端连杆拉，能够将印模从中空锥状部取出。
2.如权利要求1所述的预制棒的加工方法，其特征在于，所述第一芯棒的加工工序为：将两根圆柱形芯棒的端部加热熔融，然后相互远离，圆柱形芯棒的一端形成所述锥部。
3.如权利要求1所述的预制棒的加工方法，其特征在于，所述第一芯棒的加工工序为：
粗芯棒延伸后得到长芯棒；
截断长芯棒两端的辅助棒，并保留长芯棒两端的锥部；
将长芯棒进行截断得到两个具有锥部的第一芯棒以及多根圆柱形芯棒。
4.如权利要求1所述的预制棒的加工方法，其特征在于，所述第二驱动机构为传送带组件、齿轮齿条组件或滚珠丝杠副结构。
5.如权利要求1所述的预制棒的加工方法，其特征在于，所述第一驱动机构为电动推杆或滚珠丝杠副结构。
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