一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法.pdf

本发明一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法涉及的是一种精度无需调节、免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法，属于光纤预制棒制造领域。包括主轴连接盘、不锈钢固定螺栓、一体式金属套筒、聚酰亚胺套筒、定位锁紧螺丝、特氟龙插销、特氟龙胶带、玻璃棒、千分表、伺服电机和主轴；主轴通过轴承安装在主轴座上，伺服电机安装在电机支架上，伺服电机输出轴与主轴相连，主轴前端安装有主轴连接盘；不锈钢固定螺栓将主轴连接盘和一体式金属套筒相连接，玻璃棒两端分别装入聚酰亚胺套筒内，特氟龙胶带将定位锁紧螺丝和特氟龙插销缠绕包裹好，两台伺服电机同步带动玻璃棒和两个一体式金属套筒同步旋转。

1.  一种精度免维护的一体式金属套筒装置，其特征在于：包括主轴连接盘、不锈钢固定螺栓、一体式金属套筒、聚酰亚胺套筒、定位锁紧螺丝、特氟龙插销、特氟龙胶带、玻璃棒、千分表、伺服电机和主轴；
主轴通过轴承安装在主轴座上，伺服电机安装在电机支架上，伺服电机输出轴与主轴相连，主轴前端安装有主轴连接盘；
一体式金属套筒一端设置有内定位台阶孔，一体式金属套筒另一端设置有内圆孔、插销孔，主轴连接盘上设置有定位凸台；一体式金属套筒的内定位台阶孔与主轴连接盘的定位凸台对接配合，不锈钢固定螺栓将主轴连接盘和一体式金属套筒相连接；所述的玻璃棒两端设置有定位孔，与一体式金属套筒3的插销孔为同心孔；
两个聚酰亚胺套筒分别装入两个一体式金属套筒前端内圆孔内，玻璃棒两端分别装入聚酰亚胺套筒内，定位锁紧螺丝装入一体式金属套筒的锁紧螺丝孔内，特氟龙插销同时插入一体式金属套筒的插销孔和玻璃棒的定位孔内，特氟龙胶带将定位锁紧螺丝和特氟龙插销缠绕包裹好，两台伺服电机同步带动玻璃棒和两个一体式金属套筒同步旋转。

2.  根据权利要求1所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置，其特征在于：所述的千分表通过表座吸附在一体式金属套筒旁主轴座上。

3.  根据权利要求1所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置，其特征在于：所述的玻璃棒两端设置有定位孔，与一体式金属套筒3的插销孔为同心孔。

4.  根据权利要求1所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置，其特征在于：所述的一体式金属套筒内圆、外圆同心度为0.003mm，内圆外圆粗糙度为0.8以上。

5.  根据权利要求1所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置，其特征在于：所述的一体式金属套筒材质选用耐腐蚀的超级不锈钢S32205。

6.  权利要求1所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）设备运行前，检查设备上一体式套筒表面是否存在粉尘，进行清除擦拭，将千分表表座吸附在一体式金属套筒旁设备上，调整表座支架，使得千分表触头指向一体式金属套筒表面外圆上；
2）启动旋转按钮，伺服电机带动一体式金属套筒开始旋转，千分表触头在一体式金属套筒表面外圆滑动，停止旋转，记录其读数；
3）将千分表表座拆除吸附到另一侧一体式金属套筒处，调整表座支架，使得千分表触头指向一体式金属套筒表面外圆，重复步骤2）操作；
4）将聚酰亚胺套筒塞入一体式金属套筒内，将玻璃棒两端水平装入装有聚酰亚胺套筒的一体式金属套筒内，调整好距离；
5）将特氟龙插销插入一体式金属套筒和聚酰亚胺套筒的同心孔内，锁紧固定好，特氟龙胶带缠绕绑好完成；
6)启动旋转按钮，玻璃棒和一体式金属套筒同步旋转，启动点火装置，玻璃棒开始烧结生产。

7.  根据权利要求6所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法，其特征在于：步骤5）中玻璃棒装夹为水平装夹，一体式金属套筒左右对称各一个，水平固定玻璃棒的两端。

8.  根据权利要求6所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法，其特征在于：步骤6）中玻璃棒装夹完成后，运行方式为左右同步旋转。

一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法
技术领域
本发明一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法涉及的是一种精度无需调节、免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法，属于光纤预制棒制造领域，是一种通过一体式的高精度、高强度金属套筒装夹玻璃棒替代原先普通三爪卡盘装夹，实现玻璃棒固定装夹、旋转生产的工装夹具及其方法。
背景技术
目前一般的玻璃棒水平方式装夹固定方法主要是：由于玻璃棒生产棒体温度及环境温度较高，且环境中腐蚀性气体较多，即装夹的卡盘易受高温精度而变形，及腐蚀性气体使卡爪表面生锈腐蚀，导致夹持精度受损；对于光纤预制棒生产设备旋转跳动及同轴度精度要求较高，玻璃棒在装上卡盘前，首先将设备两端的卡盘装夹专用的精度检测棒，对卡盘精度进行检测和调节，满足要求完毕后，将需生产的玻璃棒两端固定端包裹铜皮套，同时夹在设备两端的卡盘上，手动慢速旋转卡盘的同时慢慢锁紧卡盘，固定完成后，离夹持位置外150mm位置使用千分表测量其表面圆跳动，旋转卡盘，测得数据，合格后开始生产。这种固定方法存在以下缺点：卡盘与玻璃棒两端接触固定至中间垫了一层铜皮，棒较细，若锁紧卡盘力太大或不均匀，易夹伤玻璃棒两端，生产过程中易突然断裂；同时装夹卡盘在生产过程中因高温精度易偏移，生产中不稳定，且每次装棒前需用专用的检测棒进行一次测量调节，装棒后还需二次测量调节，调节操作繁琐且耗时；同时在腐蚀环境中，卡盘卡爪磨损生锈，定期需维护更换，成本较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法，设计一种强度符合生产使用要求、高精度的一体式金属套筒装置；此设计具有操作简便、强度大、耐高温、抗腐蚀，装棒快捷、减小设备成本等功能，且精度能长久保证稳定，无需调节维护，能有效合理地保证玻璃棒生产中精度，提高了成品玻璃棒的质量，同时也减小了设备成本，省去了设备维护时间。
一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹方法是采取以下技术方案实现的：
一种无需调节精度的一体式套筒装置包括主轴连接盘、不锈钢固定螺栓、一体式金属套筒、聚酰亚胺套筒、定位锁紧螺丝、特氟龙插销、特氟龙胶带、玻璃棒、千分表、伺服电机和主轴。
主轴通过轴承安装在主轴座上，伺服电机安装在电机支架上，伺服电机输出轴与主轴相连，主轴前端安装有主轴连接盘。
一体式金属套筒一端设置有内定位台阶孔，一体式金属套筒另一端设置有内圆孔、插销孔，主轴连接盘上设置有定位凸台；一体式金属套筒的内定位台阶孔与主轴连接盘的定位凸台对接配合，不锈钢固定螺栓将主轴连接盘和一体式金属套筒相连接。所述的玻璃棒两端设置有定位孔，与一体式金属套筒的插销孔为同心孔。
两个聚酰亚胺套筒分别装入两个一体式金属套筒前端内圆孔内，玻璃棒两端分别装入聚酰亚胺套筒内，定位锁紧螺丝装入一体式金属套筒的锁紧螺丝孔内，特氟龙插销同时插入一体式金属套筒的插销孔和玻璃棒的定位孔内，特氟龙胶带将定位锁紧螺丝和特氟龙插销缠绕包裹好，两台伺服电机同步带动玻璃棒和两个一体式金属套筒同步旋转。
所述的千分表通过表座吸附在一体式金属套筒旁主轴座上。
一体式金属套筒替代卡盘与主轴盘安装面安装，主轴盘凸圆与金属套筒定位孔安插；三个不锈钢固定螺栓配备不锈钢平、弹垫片紧固；将千分表触头放置金属套筒外圆表面，旋转，表面跳动数值在0.01mm以内，满足要求后；定制的聚酰亚胺套筒塞入金属套筒内，锁紧螺丝固定聚酰亚胺套筒和金属套筒，防止滑动；特氟龙插销插入金属套筒、聚酰亚胺套筒和玻璃棒同心圆孔内；锁紧后，特氟龙胶带将特氟龙插销和锁紧螺丝缠绕固定。
所述的一体式金属套筒内圆、外圆同心度为0.003mm，内圆外圆粗糙度为0.8以上；材质选用耐腐蚀的超级不锈钢S32205。
一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法步骤如下：
1）玻璃棒烧结设备运行前，检查玻璃棒烧结设备上一体式套筒表面是否存在粉尘，进行清除擦拭，将千分表表座吸附在套筒旁主轴座上，调整表座支架，使得千分表触头指向一体式金属套筒表面外圆；
2）启动主轴旋转按钮，伺服电机带动一体式金属套筒开始旋转，千分表触头在玻璃棒烧结设备左侧一体式金属套筒表面外圆滑动，记录其读数，调节其同心度；
3）将千分表表座拆除吸附到右侧的玻璃烧结设备的一体式金属套筒处，调整表座支架，使得千分表触头指向一体式金属套筒表面外圆，调整一体式金属套筒装夹情况，调节其同心度，标准在0.01mm以内；
4）将聚酰亚胺套筒分别装入两个一体式金属套筒内，将玻璃棒两端水平装入装有聚酰亚胺套筒的一体式金属套筒内，调整好距离；
5）将特氟龙插销插入一体式金属套筒的插销孔，与玻璃棒端部的定位孔内，锁紧固定好，特氟龙胶带缠绕绑好；
6)启动旋转按钮，两台伺服电机带动玻璃棒和两个一体式金属套筒同步旋转，转速为为10～30转/min，启动点火装置，玻璃棒开始烧结生产。
一种精度免维护的一体式金属套筒装置设计合理，结构紧凑、强度符合生产使用要求、高精度的一体式金属套筒，该一体式金属套筒在初始安装时将精度调节完成后，后期无需对精度进行调节，稳定性和保持性较高，套筒内圆、外圆同心度为0.003mm，内圆外圆粗糙度为0.8以上；材质选用耐腐蚀的超级不锈钢S32205，通过一体式金属套筒内嵌入一个材质为聚酰亚胺工装作为内衬套，再将玻璃棒塞入内嵌有工装的一体式金属套筒内，可直接将千分表指针指向一体式金属套筒表面测得圆跳动，测量无论是在装棒前还是装棒后都没有影响，都可以进行；此设计具有操作简便、强度大、耐高温、抗腐蚀，装棒快捷、减小设备成本等功能，且精度能长久保证稳定，无需调节维护，能有效合理地保证玻璃棒生产中精度，提高了成品玻璃棒的质量，同时也减小了设备成本，省去了设备维护时间。
本发明利用一体式金属套筒的的高精度的保持性、耐热性好、结构简便、成本低的特点，节省装卸棒操作时间。
附图说明
    以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一种精度免维护的一体式金属套筒装置及其装夹状态示意图。
图中：1、主轴连接盘，2、不锈钢固定螺栓，3、一体式金属套筒，4、聚酰亚胺套筒，5、定位锁紧螺丝，6、特氟龙插销，7、特氟龙胶带，8、玻璃棒，9、千分表，10、伺服电机，11、主轴，12、定位凸台，13、主轴座，14、电机支架，15、插销孔，16、内定位台阶孔,17、内圆孔。
具体实施方式
参照附图1，一种无需调节精度的一体式套筒装置包括主轴连接盘1、不锈钢固定螺栓2、一体式金属套筒3、聚酰亚胺套筒4、定位锁紧螺丝5、特氟龙插销6、特氟龙胶带7、玻璃棒8、千分表9、伺服电机10和主轴11。主轴11通过轴承安装在主轴座13上，伺服电机10安装在电机支架14上，伺服电机10输出轴与主轴11相连，主轴11前端安装有主轴连接盘1。
一体式金属套筒3一端设置有内定位台阶孔16，一体式金属套筒3另一端设置有内圆孔17、插销孔15，主轴连接盘1上设置有定位凸台12；一体式金属套筒3的内定位台阶孔16与主轴连接盘1的定位凸台12对接配合，不锈钢固定螺栓2将主轴连接盘1和一体式金属套筒3相连接。所述的玻璃棒8两端设置有定位孔，与一体式金属套筒3的插销孔15为同心孔。
两个聚酰亚胺套筒4分别装入两个一体式金属套筒3前端内圆孔17内，玻璃棒8两端分别装入聚酰亚胺套筒4内，定位锁紧螺丝5装入一体式金属套筒3的锁紧螺丝孔内，特氟龙插销6同时插入一体式金属套筒3的插销孔15和玻璃棒8的定位孔内，特氟龙胶带7将定位锁紧螺丝5和特氟龙插销6缠绕包裹好，两台伺服电机10同步带动玻璃棒8和两个一体式金属套筒3同步旋转。
所述的千分表9通过表座吸附在一体式金属套筒3旁主轴座13上。
所述的一体式金属套筒3的内圆、外圆同心度为0.003mm，内圆外圆粗糙度为0.8以上；材质选用耐腐蚀的超级不锈钢S32205。
一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法步骤如下：
1）玻璃棒烧结设备运行前，检查玻璃棒烧结设备上一体式套筒表面是否存在粉尘，进行清除擦拭，将千分表9表座吸附在套筒旁主轴座13上，调整表座支架，使得千分表9触头指向一体式金属套筒3表面外圆；
2）启动主轴旋转按钮，伺服电机10带动一体式金属套筒3开始旋转，千分表9触头在玻璃棒烧结设备左侧一体式金属套筒3表面外圆滑动，记录其读数，调节其同心度；
3）将千分表9表座拆除吸附到右侧的玻璃烧结设备的一体式金属套筒3处，调整表座支架，使得千分表9触头指向一体式金属套筒3表面外圆，调整一体式金属套筒3装夹情况，调节其同心度，标准在0.01mm以内；
4）将聚酰亚胺套筒4分别装入两个一体式金属套筒3内，将玻璃棒8两端水平装入装有聚酰亚胺套筒的一体式金属套筒3内，调整好距离；
5）将特氟龙插销6插入一体式金属套筒3的插销孔15，与玻璃棒8端部的定位孔内，锁紧固定好，特氟龙胶带缠绕绑好；
6)启动旋转按钮，两台伺服电机10带动玻璃棒8和两个一体式金属套筒3同步旋转，转速为为10～30转/min，启动点火装置，玻璃棒8开始烧结生产。
所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法，步骤5）中玻璃棒装夹为水平装夹，一体式金属套筒左右对称各一个，水平固定玻璃棒的两端。
所述的一种精度免维护的一体式金属套筒装置的装夹方法，步骤6）中玻璃棒装夹完成后，运行方式为左右同步旋转。
一种精度免维护的一体式金属套筒装置中的一体式金属套筒使用精度稳定性高，不需要修复调节维护。所述一体式金属套筒选用的材质为高强度、耐高温、抗腐蚀的超级不锈钢S32205，及设计的内嵌的衬套材质为聚酰亚胺套筒，保证高温生产中套筒上不受变形，精度不受破坏；还有定位锁紧螺丝、特氟龙插销等配件安装确保玻璃棒在旋转生产过程中的稳定性。