一種新型自承式光纜護(hù)套擠出模具的設(shè)計(jì)

張艷秋

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第八研究所，安徽淮南232001)

0 引言

8字型自承式光纜是一種自承式架空光纜，其由兩部分組成:上半部分中心為吊索線，由鍍鋅鋼絲繩或其它繩索組成，起固定保護(hù)作用;下半部分中心為光纜纜芯，在吊索線與纜芯外一體包覆有塑料護(hù)套層，并通過(guò)中間的吊帶相聯(lián)。由于自承式光纜敷設(shè)方便，可一次敷設(shè)成功，施工成本較低;同時(shí)，光纜由于吊索線的支撐及保護(hù)，可提高其傳輸?shù)目煽啃约胺€(wěn)定性。因此自承式光纜應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

8字型自承式光纜結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了其與傳統(tǒng)單芯式光纜生產(chǎn)工藝有所不同?，F(xiàn)有的用于自承式模具中模套與模芯采用分離式結(jié)構(gòu)，因存在加工精度與裝配誤差，很難保證模套與模芯的同心度，而吊索線與纜芯需同時(shí)送入模芯兩個(gè)不同的孔，然后進(jìn)入模套端口，這就導(dǎo)致偏心進(jìn)一步擴(kuò)大，需要操作者每次生產(chǎn)前進(jìn)行調(diào)偏。這就對(duì)操作者的技能及熟練程度有一定的要求，給正常生產(chǎn)帶來(lái)許多不便。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提出了一種新型的自承式光纜護(hù)套擠出模具，以避免模芯與模套的偏心而造成護(hù)套層擠出的不均勻。

1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇

從8字型自承式光纜結(jié)構(gòu)元件來(lái)看，吊索用繩索的外徑一般在 3.5～6.0 mm之間。在繩索圓整度好、結(jié)構(gòu)尺寸偏差小的情況下，以采用擠壓式模具擠包塑料護(hù)套比較合適。擠壓式模具可使成型后的護(hù)套層結(jié)構(gòu)密實(shí)，能將流態(tài)塑料在吊索線外周的間隙填滿，使其結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)穩(wěn)定而表面圓整。當(dāng)光纜纜芯外徑偏差大，圓整度不好時(shí)，采用擠管式模具擠包塑料護(hù)套，可以克服纜芯外徑不均勻的缺點(diǎn)。

擠管式模具是以管狀成型后經(jīng)拉伸實(shí)現(xiàn)包覆的，故其通用性強(qiáng)。所以，考慮到實(shí)用及易操作，我們根據(jù)自承式光纜較為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種集擠管式和擠壓式于一體的、適用性強(qiáng)的擠出模具。該模具中模芯與模套連接端采用密封連接的方式，在模具加工階段精確控制模芯與套模的同心度，從而避免了模芯與模套產(chǎn)生偏心而需要經(jīng)常調(diào)偏的缺陷，保證了擠出護(hù)套層的均勻性。模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 模具的設(shè)計(jì)

2.1 模套的設(shè)計(jì)

模套設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是保證熔融的物料在其內(nèi)表面流動(dòng)暢通，這需要在模套的出口處壓力一致，才能保證使擠出的護(hù)套層厚度均勻、平整密實(shí)。這對(duì)于圓形光纜的模套設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是不難做到的。8字型自承式電纜其結(jié)構(gòu)特殊，如果按常規(guī)方法設(shè)計(jì)出帶內(nèi)錐度的模套，勢(shì)必會(huì)在模套的內(nèi)表面出口處存在死角，不但料流不能暢通流動(dòng)，而且還會(huì)導(dǎo)致塑料停滯產(chǎn)生焦料，影響正常擠出和擠出護(hù)套質(zhì)量。我們?cè)O(shè)計(jì)的模套內(nèi)表面均為圓滑過(guò)渡，扁平部位的流道采用疊加設(shè)計(jì)。它能保證在模芯外表面和模套內(nèi)表面間所形成的流道里建立穩(wěn)定的擠出壓力，流道任何部位的出膠量相對(duì)均等。內(nèi)型腔采用“線切割”工藝精加工而成，內(nèi)表面光滑，型腔規(guī)則有利于8字纜的成型。型腔的長(zhǎng)度一般為7～10 mm，模套內(nèi)表面錐度為40°～60°。模套結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 模具結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 模套結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 模芯的設(shè)計(jì)

擠護(hù)套時(shí)，要求吊索線和纜芯必須處在同一水平線上，否則容易出現(xiàn)偏心。對(duì)于分離開(kāi)來(lái)的模套和模芯來(lái)說(shuō)，裝配后很難保證不偏心。所以我們?cè)诩庸るA段將模芯與模套定位后焊接成一體，通過(guò)加工的手段來(lái)保證模芯與模套的同心較為容易，省去了生產(chǎn)中調(diào)偏的步驟。

設(shè)計(jì)模芯時(shí)，我們將模芯分成模芯體、穿線管、連接座三部分，穿線管和模芯體連接采用靜錐度配合。這一設(shè)計(jì)主要基于如下考慮:(1)當(dāng)纜芯外徑存在偏差時(shí)，不需要重新加工模芯，只需更換穿線管即可;(2)吊索線硬度高，易使模芯嚴(yán)重磨損，采用穿線管除更換方便以外，若穿線管用硬質(zhì)合金制成，還可降低模芯的磨損損壞率。

這種集擠管式和擠壓式于一體的模具，主要體現(xiàn)在吊索線的穿線管與纜芯穿線管的長(zhǎng)度不同，吊索線的穿線管外端面離模套端面留有一定的距離，料流通過(guò)擠壓直接被覆在吊索線上，可以根據(jù)壓力不同要求更換擠壓式穿線管。纜芯的穿線管較長(zhǎng)，一般需露出模套端面，料流通過(guò)模套的型腔形成熔融管狀后通過(guò)拉伸及收縮包覆在纜芯上，易于成型及外徑控制。

在模芯進(jìn)料端面上開(kāi)有多個(gè)注料口，多個(gè)注料口呈圓周分布。注料口與模套的容腔相通，注料口的數(shù)量盡可能多開(kāi)一些，保證料流很容易進(jìn)入容腔內(nèi)(見(jiàn)圖3)。

模芯連接座主要用于將模具與機(jī)頭中模芯座相連同定在機(jī)頭內(nèi)，其一端與模芯相連，另一端與機(jī)頭的模芯座相連。連接座沿其中心線開(kāi)設(shè)有與模芯穿線管通道相連的貫穿孔，保證吊索線與纜芯很容易穿入。

圖3 模芯結(jié)構(gòu)示意圖

3 模具工藝尺寸的設(shè)計(jì)

圖4為該模具的工藝尺寸的示意圖。

圖4 模具工藝尺寸示意圖

在設(shè)計(jì)該模具時(shí)，首先按照常規(guī)擠壓式及擠管式模具的設(shè)計(jì)方法來(lái)確定d1、d2、d3、d4的值，這里就不再贅述。確定孔徑后按光纜的外形尺寸及塑料相應(yīng)的收縮比來(lái)確定a值及模套吊帶型腔的尺寸。L1一般取值在7～10 mm，可按纜徑適當(dāng)調(diào)整。因L2對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的出料量有很大關(guān)系，故設(shè)計(jì)中建議L2值控制在1～3 mm之間，若纜徑較粗可適當(dāng)放大。L3長(zhǎng)度一般保證穿線管與模套留有2 mm左右的間距為宜。L4的長(zhǎng)度一般保證穿線管露出模套1～2 mm。在設(shè)計(jì)中α、β值的確定對(duì)產(chǎn)品護(hù)層緊密程度、外觀質(zhì)量等有一定的影響，一般α取值在40°～60°范圍內(nèi)，α －β 值在6°～10°之間為宜。R1－R2值一般根據(jù)α－β值及L2確定。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所介紹的新型8字型自承式護(hù)套擠出模具不但能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量和工藝要求，而且其模芯與模套連接端為密封連接的方式，避免了模芯與模套產(chǎn)生偏心需要調(diào)節(jié)的缺陷。由于該模具采用了組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此零部件的通用性和互換性強(qiáng)，模具磨損后便于局部更換。這為同行設(shè)計(jì)該類型模具時(shí)提供了一些新的思路。

［1］唐崇健.新型8字形自承式電(光)纜護(hù)套擠出模具的設(shè)計(jì)［J］.電線電纜，2001(4):37-39.

［2］王 佳，龔建良，包耀文，等.一種8字型自承式室外光纜的研制［C］.中國(guó)通信學(xué)會(huì)2007年光纜電纜學(xué)術(shù)論文集，2007，277-280.