CN111193226B - 一种v型托架式弹性夹热剥刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种V型托架式弹性夹热剥刀具，包括：V型托架、刀头、套管、刀具手柄、弹性连杆、电源线、发热组件、弹簧及控温台；所述弹性连杆的限位台所在端安装在刀具手柄的矩形凹槽内，另一端与V型托架的连接杆对接固连；所述弹簧位于刀具手柄的矩形凹槽内，且弹簧安装在弹性连杆外部；所述套管的一端固定在刀具手柄的端部；刀头的加热管同轴安装在套管内，且二者为过盈配合；刀头的内凹刀刃与V型托架的弧形凹槽相对；所述发热组件安装在刀头的加热管内；发热组件通过电源线与控温台电性连接，控温台用于控制发热组件给刀头加热；本发明用于无伤剥离导线的外层绝缘护套，具备对导线的外层绝缘护套进行轴向切割和径向环切的功能。

Description

一种V型托架式弹性夹热剥刀具

技术领域

本发明属于航空航天零部组件精密装配技术领域，具体涉及一种V型托架式弹性夹热剥刀具。

背景技术

弹上内埋电缆指弹上控制***电缆在复合材料发动机壳体成型缠绕时，完成整套电缆网的敷设工作，在敷设方式上与大部分现有型号所采用的电缆罩外挂方式有着本质上的区别。由于发动机壳体制造工艺的限制，导致了在电缆内埋敷设前，无法将电缆两端的电连接器组件安装到内埋电缆上，完成整套电缆的装配工作。目前，弹上内埋电缆电连接器组件装配工作，必须在内埋电缆敷设后进行。

随着弹上设备集成化程度越来越高，电磁环境越来越恶劣，控制***电缆的导线组成也发生变化，屏蔽双绞线、1553B总线及网线在电缆组成中所占比例逐步增加。如何在内埋电缆上快速有效高质量的完成电连接器组件的装配工作，是提高发动机生产效率的重点之一。屏蔽电缆的外层绝缘护套的剥离是内埋电缆与电连接器装配过程中一道比较重要的工序，在剥离的过程中保护内部屏蔽层及导线不受损伤是该工序重点防护的对象，由于内埋电缆产品不可替换的特殊性质，内埋电缆产品中导线的可靠性与现有型号的外挂式电缆产品相比有着更加严格的生产过程质量要求。目前市场上成熟的热剥刀产品结构简单，由加热刀头、手柄和控制台组成，由于内埋电缆产品所使用的导线线径尺寸较小，无法直接在内埋电缆产品的单根导线上精准作业，所以，在目前的内埋电缆产品生产中，仍采用刀片手工冷剥的工艺方法，该方法存在着以下的问题和缺点：

1)高风险

由于内埋电缆的不可替换性，刀片冷剥对电缆导线的损伤是不可估计的，因为刀口锋利，且双绞导线表面不平整，轻微用力不当导致屏蔽层划伤，严重则导致屏蔽层破损，屏蔽效果下降或导线绝缘破损以及导线断裂失效，影响产品质量。

2)耗时长

使用单面刀片在5mm直径左右的导线外层绝缘护套上沿导线轴向划切，由于双绞导线表面的不平整以及细小等原因，刀头移动速度非常缓慢，且不能保证一次成功，从而会消耗掉大量的生产时间，导致生产周期变长，影响产能。

3)人员要求高

由于刀片冷剥属于手工作业，对作业人员技能能力和状态要求严格，人的因素会对产品质量产生不确定的影响。

因此，优化热剥工艺并设计、应用一种高效率且高质量的屏蔽电缆外层绝缘护套剥除工具，是随着新研内埋电缆产品所提出的新的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种V型托架式弹性夹热剥刀具，用于无伤剥离固体火箭发动机内埋电缆产品中的屏蔽双绞线、1553B总线及网线等电缆导线的外层绝缘护套，具备对导线的外层绝缘护套进行轴向切割和径向环切的功能。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种V型托架式弹性夹热剥刀具，包括：V型托架、刀头、套管、刀具手柄、弹性连杆、电源线、发热组件、弹簧及控温台；

所述V型托架包括连接杆、多边形安装架和V型支架；所述V型支架为横截面为V形的条状结构，V型支架的两个侧板上均加工有弧形凹槽，两个弧形凹槽相对；V型支架的尖端与多边形安装架的一端连接，V型支架的开口端位于多边形安装架内；多边形安装架与V型支架连接端的相对端与连接杆的一端连接，连接杆的另一端用于与弹性连杆连接；连接杆位于多边形安装架外；

所述刀头的刀刃加工为S型；刀头的刀刃相对侧固定有加热管；

所述刀具手柄内加工有用于通过电源线的安装槽A、用于通过弹性连杆的安装槽B及用于安装弹簧的矩形凹槽；

所述弹性连杆的端部加工有限位台；

整体连接关系如下：所述弹性连杆的限位台所在端安装在刀具手柄的矩形凹槽内，另一端顺序穿过矩形凹槽的端面及刀具手柄的端部后，与V型托架的连接杆对接固连；

所述弹簧位于刀具手柄的矩形凹槽内，且弹簧安装在弹性连杆外部，其一端抵触在矩形凹槽的端面上，另一端抵触在弹性连杆的限位台上；

所述套管的一端固定在刀具手柄的端部，并与刀具手柄内的安装槽A相通；刀头的加热管同轴安装在套管内，且二者为过盈配合；刀头的内凹刀刃与V型托架的弧形凹槽相对；

所述发热组件安装在刀头的加热管内；发热组件通过电源线与控温台电性连接，控温台用于控制发热组件给刀头加热；其中，电源线位于刀具手柄的安装槽A内，其一端穿过刀具手柄的一端后与发热组件连接，另一端穿过刀具手柄的另一端后与控温台连接。

进一步的，所述电源线包括供电电线和信号线；

所述发热组件包括陶瓷发热芯和温控感应线缆；温控感应线缆根据陶瓷发热芯的温度来改变其自身的电流大小；

所述控温台内设有可调基准电压电路、控温电路及控制芯片；发热组件的陶瓷发热芯通过电源线的供电电线与可调基准电压电路连接；发热组件的温控感应线缆通过电源线的信号线与控温电路连接；控温电路将温控感应线缆的电流信号发送给控制芯片；控制芯片根据接收到的温控感应线缆的电流信号来计算得到陶瓷发热芯的温度，并判断所述陶瓷发热芯的温度是否在设定范围内，若在设定范围，则无需通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，若不在设定范围内，则通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，使其符合设定范围；其中，可调基准电压电路上设有开关，用于控制是否给发热组件的陶瓷发热芯提供发热功率。

进一步的，还包括推杆和锁紧机构；

所述刀具手柄的表面上设有与推杆配合的导向槽；

所述推杆固定在弹性连杆上，且推杆与刀具手柄的导向槽滑动配合；

所述锁紧机构安装在刀具手柄内，用于对弹性连杆的位置进行锁定；当锁紧机构打开时，在处于压缩状态的弹簧的作用下，弹性连杆沿其长度方向向弹簧所在方向移动，使得刀头与V型托架紧贴在待剥离的导线的两侧，且刀头与V型托架之间具有设定的夹紧力度；同时，还可通过推动推杆带动弹性连杆沿其长度方向移动，当弹性连杆移动到使得刀头与V型托架间隔设定距离时，关闭锁紧机构，弹性连杆位置锁定。

进一步的，所述V型托架的多边形安装架为四边形、六边形或八边形的安装架。

进一步的，所述套管与刀具手柄之间通过连接件固连；

所述连接件包括采用不锈钢材料的内筒和采用耐高温塑料的外筒；内筒和外筒同轴固定，且内筒加工有内螺纹，外筒外圆周面加工有防滑槽；

所述刀具手柄的端部加工有与安装槽A相通的连接筒；连接筒上设有外螺纹；

所述套管的一端加工有外螺纹；

所述连接件两端的内螺纹分别与套管的外螺纹及刀具手柄的连接筒的外螺纹连接。

进一步的，所述刀具手柄由手柄座及手柄盖对接组成；所述安装槽A、安装槽B及矩形凹槽均位于手柄座上，导向槽位于手柄盖上。

进一步的，所述V型托架的V型支架的开口角度为30°～60°。

进一步的，所述V型托架采用不锈钢材料加工，所述刀头采用铁镍合金材料加工，所述套管采用不锈钢材料加工而成，刀具手柄采用耐高温塑料加工，弹性连杆采用不锈钢材料加工。

有益效果：(1)本发明解决了固体火箭发动机内埋电缆产品中屏蔽导线的外层绝缘护套剥离过程的无有效工具、耗时长、风险大、操作难度大、人工操作要求高等低效率生产问题，提高了产品生产效率，减少人员参与装配过程操作，增强装配可靠性，使质量受控，可剥离线径为4mm～10mm的导线，剥离导线的长度不限。

(2)本发明的V型托架使得待剥离的导线轴向处于三角支撑结构状态，同时稳定导线的移动路径；弹性连杆及弹簧能够满足刀头切割导线的外层绝缘护套所需施加的力度，并可保证刀头遇阻受力过大时会收缩回弹；刀头采用铁镍合金材料加工，满足了高温发热状态下材料硬度可靠要求；刀头的S型刀刃可以确保刀头具备轴向切割和径向环切功能；发热组件采用内热式发热方式，为刀头提供温度，且具有温度测量能力；控温台采集发热组件的温度信号并通过控制发热功率来调节刀头的温度，以满足各型号内埋电缆产品不同高温导线外护套剥离的需求；因此，本发明采用V型托架、刀头、弹性连杆、发热组件及控温台配合组装，能够提升作业效率，缩短作业时间，同时提高了产品的装配精度及装配质量。

(3)本发明的刀头为热剥刀头，即通过发热组件对刀头加热，改变了现有刀片冷剥工艺，避免限用工艺在航天产品电缆装配过程出现。

(4)本发明的V型托架改变了市场现有热剥刀对于航天内埋电缆产品中直径较小的导线无法适用的现状，满足快速、高质量的完成对导线的外层绝缘护套进行剥离的工作。

(5)本发明采用弹性连杆和钝化后的刀头对导线进行切割，仅依靠温度切割的原理，确保剥离外层绝缘护套后的导线屏蔽层、芯线的状态完好，降低或消除芯线损伤的风险。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为本发明的三维图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的左视图；

图6为本发明进行轴向切割时的俯视图；

图7为本发明进行轴向切割时的三维图；

图8为本发明进行径向环切时的俯视图；

图9为本发明进行径向环切时的三维图；

其中，1-V型托架，2-刀头，3-套管，4-连接件，5-刀具手柄，6-锁紧机构，7-弹性连杆，8-推杆，9-电源线，10-发热组件，11-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种V型托架式弹性夹热剥刀具，参见附图1-5，包括：V型托架1、刀头2、套管3、连接件4、刀具手柄5、锁紧机构6、弹性连杆7、推杆8、电源线9、发热组件10、弹簧11及控温台；

所述V型托架1包括连接杆、六边形安装架和V型支架；所述V型支架为横截面为V形的条状结构，V型支架的两个侧板上均加工有弧形凹槽，两个弧形凹槽相对；V型支架的尖端与六边形安装架的一端连接，V型支架的开口端位于六边形安装架内；六边形安装架与V型支架连接端的相对端与连接杆的一端连接，连接杆的另一端用于与弹性连杆7连接；连接杆位于六边形安装架外，且V型支架的对称中心线与连接杆的长度方向重合，六边形安装架位于V型支架的端部；所述V型托架1采用不锈钢材料加工，V型托架1的开口角度为30°～60°，表面进行光滑处理，具有一定的弯曲弹性，V型托架1的边角进行钝化处理，以使得待处理导线在该V型托架1上能够顺畅的滑动；

所述刀头2的刀刃加工为S型，S型的刀刃能够确保刀头2同时具备纵向切割和径向环切的功能，刀刃进行钝化处理；刀头2的刀刃相对侧通过螺钉固定有加热管，加热管的轴线与所述刀刃的长度方向垂直；所述刀头2采用铁镍合金材料加工，使其满足高温发热状态下材料硬度可靠的要求；

所述套管3的一端加工有外螺纹，且套管3采用不锈钢材料加工而成；

所述连接件4包括采用不锈钢材料的内筒和采用耐高温塑料的外筒；内筒和外筒同轴固定，且内筒加工有内螺纹，外筒外圆周面加工有防滑槽；

所述刀具手柄5由手柄座及手柄盖对接组成，所述手柄座上加工有用于通过电源线的安装槽A、用于通过弹性连杆7的安装槽B及用于安装弹簧的矩形凹槽；所述手柄座的两端分别加工有与安装槽A相通的连接筒及通孔；连接筒上设有外螺纹；手柄盖上加工有用于与推杆8配合的导向槽；手柄座和手柄盖通过螺钉对接为一体后，所述导向槽与所述安装槽B相对；刀具手柄5采用耐高温塑料加工；

所述锁紧机构6采用耐高温塑料加工；

所述弹性连杆7的端部加工有限位台，弹性连杆7采用不锈钢材料加工；

所述电源线9包括两根供电电线和两根信号线；

所述发热组件10包括两根陶瓷发热芯和两根温控感应线缆；温控感应线缆根据陶瓷发热芯的温度来改变其自身的电流大小，实现对陶瓷发热芯温度的感应测量；

整体连接关系如下：所述弹性连杆7的限位台所在端安装在刀具手柄5的矩形凹槽内，另一端顺序穿过矩形凹槽的端面及刀具手柄5的端部后，与V型托架1的连接杆对接固连；

所述弹簧11位于刀具手柄5的矩形凹槽内，且弹簧11安装在弹性连杆7外部，其一端抵触在矩形凹槽的端面上，另一端抵触在弹性连杆7的限位台上；

所述推杆8固定在弹性连杆7上，且推杆8与刀具手柄5的导向槽滑动配合；

所述锁紧机构6安装在刀具手柄5内，用于对弹性连杆7的位置进行锁定；当锁紧机构6打开时，在处于压缩状态的弹簧11的作用下，弹性连杆7沿其长度方向向弹簧11所在方向移动，使得刀头2与V型托架1紧贴在待剥离的导线的两侧，且刀头2与V型托架1之间具有设定的夹紧力度，该夹紧力度能够满足刀头2切割导线的外层绝缘护套所需施加的力度；同时，还可通过推动推杆8带动弹性连杆7沿其长度方向移动，当弹性连杆7移动到使得刀头2与V型托架1间隔设定距离时，关闭锁紧机构6，弹性连杆7位置锁定；间隔设定距离的刀头2与V型托架1能够避免高温的刀头2将热量传导至V型托架1导致刀具或导线因高温受损；

所述套管3的一端通过连接件4与刀具手柄5端部的连接筒同轴固连；刀头2的加热管同轴安装在套管3内，且二者为过盈配合；刀头2的内凹刀刃与V型托架1的弧形凹槽相对；

所述发热组件10安装在刀头2的加热管内，用于加热刀头2，为内热式加热；发热组件10通过电源线9与控温台电性连接；其中，电源线9位于刀具手柄5的安装槽A内，其一端穿过刀具手柄5的连接筒与发热组件10连接，另一端穿过刀具手柄5的通孔与控温台连接；

其中，所述控温台内设有可调基准电压电路、控温电路及控制芯片；发热组件10的两根陶瓷发热芯分别一一对应通过电源线9的两根供电电线与可调基准电压电路连接；发热组件10的两根温控感应线缆分别一一对应通过电源线9的两根信号线与控温电路连接；控温电路将两根温控感应线缆的电流信号发送给控制芯片；控制芯片根据接收到的温控感应线缆的电流信号来计算得到陶瓷发热芯的温度，并判断所述陶瓷发热芯的温度是否在设定范围内，若在设定范围，则无需通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，若不在设定范围内，则通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，使其符合设定范围；实现对发热组件10的控温；其中，可调基准电压电路上设有开关，用于控制是否给发热组件10的陶瓷发热芯提供发热功率，进而控制陶瓷发热芯发热。

工作原理：当对导线的外层绝缘护套进行剥离时，需要先沿导线的轴向切割，然后再沿导线的径向环切；

参见附图6和7，进行轴向切割时；

a、将推杆8推至导向槽的前端(该前端为距离刀头2最近的所在端)，使得V型托架1与刀头2间距设定距离，关闭锁紧机构6，弹性连杆7位置锁定，V型托架1呈不可退回状态；

b、然后将控温台的开关打开，控制发热组件10发热，给刀头2进行加热；

c、待刀头2的温度升高到设定值后，将待剥的导线从V型托架1的六边形安装架中穿过，并紧贴V型托架1的V型支架的两个侧板，导线的轴线与V型托架1的长度方向平行；

d、待剥离起始位置对准刀头2后，打开锁紧机构6，使得刀头2和V型托架1的V型支架紧贴在导线的两侧，沿导线轴向移动热剥刀具，使得刀头2沿导线的轴向切割导线的外层绝缘护套，直至到剥离终止位置，完成轴向切割；

e、最后重复步骤a，使得V型托架1与刀头2间距设定距离，取出导线。

参见附图8和9，进行径向环切时：

a、将推杆8推至导向槽的前端(该前端为距离刀头2最近的所在端)，使得V型托架1与刀头2间距设定距离，关闭锁紧机构6，弹性连杆7位置锁定，V型托架1呈不可退回状态；

b、然后将控温台的开关打开，控制发热组件10发热，给刀头2进行加热；

c、待刀头2的温度升高到设定值后，将导线放入V型托架1的弧形凹槽内，导线的轴线与V型托架1的长度方向垂直；

d、待导线进行轴向切割的剥离终止位置对准刀头2后，打开锁紧机构6，使得刀头2的内凹刀刃与导线的外圆周面相接触；使热剥刀具绕导线的轴线旋转一周，使得刀头2沿导线的周向切割导线的外层绝缘护套，完成径向环切；

e、最后重复步骤a，使得V型托架1与刀头2间距设定距离，取出导线。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，包括：V型托架(1)、刀头(2)、套管(3)、刀具手柄(5)、弹性连杆(7)、电源线(9)、发热组件(10)、弹簧(11)及控温台；

所述V型托架(1)包括连接杆、多边形安装架和V型支架；所述V型支架为横截面为V形的条状结构，V型支架的两个侧板上均加工有弧形凹槽，两个弧形凹槽相对；V型支架的尖端与多边形安装架的一端连接，V型支架的开口端位于多边形安装架内；多边形安装架与V型支架连接端的相对端与连接杆的一端连接，连接杆的另一端用于与弹性连杆(7)连接；连接杆位于多边形安装架外；

所述刀头(2)的刀刃加工为S型；刀头(2)的刀刃相对侧固定有加热管；

所述刀具手柄(5)内加工有用于通过电源线的安装槽A、用于通过弹性连杆(7)的安装槽B及用于安装弹簧的矩形凹槽；

所述弹性连杆(7)的端部加工有限位台；

整体连接关系如下：所述弹性连杆(7)的限位台所在端安装在刀具手柄(5)的矩形凹槽内，另一端顺序穿过矩形凹槽的端面及刀具手柄(5)的端部后，与V型托架(1)的连接杆对接固连；

所述弹簧(11)位于刀具手柄(5)的矩形凹槽内，且弹簧(11)安装在弹性连杆(7)外部，其一端抵触在矩形凹槽的端面上，另一端抵触在弹性连杆(7)的限位台上；

所述套管(3)的一端固定在刀具手柄(5)的端部，并与刀具手柄(5)内的安装槽A相通；刀头(2)的加热管同轴安装在套管(3)内，且二者为过盈配合；刀头(2)的内凹刀刃与V型托架(1)的弧形凹槽相对；

所述发热组件(10)安装在刀头(2)的加热管内；发热组件(10)通过电源线(9)与控温台电性连接，控温台用于控制发热组件(10)给刀头(2)加热；其中，电源线(9)位于刀具手柄(5)的安装槽A内，其一端穿过刀具手柄(5)的一端后与发热组件(10)连接，另一端穿过刀具手柄(5)的另一端后与控温台连接；

所述电源线(9)包括供电电线和信号线；

所述发热组件(10)包括陶瓷发热芯和温控感应线缆；温控感应线缆根据陶瓷发热芯的温度来改变其自身的电流大小；

所述控温台内设有可调基准电压电路、控温电路及控制芯片；发热组件(10)的陶瓷发热芯通过电源线(9)的供电电线与可调基准电压电路连接；发热组件(10)的温控感应线缆通过电源线(9)的信号线与控温电路连接；控温电路将温控感应线缆的电流信号发送给控制芯片；控制芯片根据接收到的温控感应线缆的电流信号来计算得到陶瓷发热芯的温度，并判断所述陶瓷发热芯的温度是否在设定范围内，若在设定范围，则无需通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，若不在设定范围内，则通过可调基准电压电路调整提供给陶瓷发热芯的发热功率，使其符合设定范围；其中，可调基准电压电路上设有开关，用于控制是否给发热组件(10)的陶瓷发热芯提供发热功率。

2.如权利要求1所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，还包括推杆(8)和锁紧机构(6)；

所述刀具手柄(5)的表面上设有与推杆(8)配合的导向槽；

所述推杆(8)固定在弹性连杆(7)上，且推杆(8)与刀具手柄(5)的导向槽滑动配合；

所述锁紧机构(6)安装在刀具手柄(5)内，用于对弹性连杆(7)的位置进行锁定；当锁紧机构(6)打开时，在处于压缩状态的弹簧(11)的作用下，弹性连杆(7)沿其长度方向向弹簧(11)所在方向移动，使得刀头(2)与V型托架(1)紧贴在待剥离的导线的两侧，且刀头(2)与V型托架(1)之间具有设定的夹紧力度；同时，还可通过推动推杆(8)带动弹性连杆(7)沿其长度方向移动，当弹性连杆(7)移动到使得刀头(2)与V型托架(1)间隔设定距离时，关闭锁紧机构(6)，弹性连杆(7)位置锁定。

3.如权利要求1所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，所述V型托架(1)的多边形安装架为四边形、六边形或八边形的安装架。

4.如权利要求1所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，所述套管(3)与刀具手柄(5)之间通过连接件(4)固连；

所述连接件(4)包括采用不锈钢材料的内筒和采用耐高温塑料的外筒；内筒和外筒同轴固定，且内筒加工有内螺纹，外筒外圆周面加工有防滑槽；

所述刀具手柄(5)的端部加工有与安装槽A相通的连接筒；连接筒上设有外螺纹；

所述套管(3)的一端加工有外螺纹；

所述连接件(4)两端的内螺纹分别与套管(3)的外螺纹及刀具手柄(5)的连接筒的外螺纹连接。

5.如权利要求2所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，所述刀具手柄(5)由手柄座及手柄盖对接组成；所述安装槽A、安装槽B及矩形凹槽均位于手柄座上，导向槽位于手柄盖上。

6.如权利要求1所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，所述V型托架(1)的V型支架的开口角度为30°～60°。

7.如权利要求1所述的一种V型托架式弹性夹热剥刀具，其特征在于，所述V型托架(1)采用不锈钢材料加工，所述刀头(2)采用铁镍合金材料加工，所述套管(3)采用不锈钢材料加工而成，刀具手柄(5)采用耐高温塑料加工，弹性连杆(7)采用不锈钢材料加工。

Images