一种超小型半硬电缆的缩头工具的制作方法

本发明属于电缆制作技术领域，具体涉及将微细铜管压制成外接圆半径更小的实心体的冷加工技术领域。

背景技术：

超小型半硬同轴电缆是指电缆总外径小于1mm的电缆，其外导体采用的铜管外径小于1.4mm、壁厚小于0.13mm的电缆，是电子装备小型化、集成化到微系统化的发展对同轴电缆领域提出的新要求和发展趋势。半硬同轴电缆采用理想的同轴电缆结构形式，使电缆具有衰减低、驻波小、屏蔽性能好等突出的电气性能，是被广泛使用的同轴电缆结构形式。

在电缆未缩头前，使用的电缆外导体使用的铜管外径尺寸大于电缆成形模具的内径尺寸。电缆外导体成型是将内部带有绝缘芯线的铜管通过电缆成形模具，经过冷拉拔后形成半硬电缆成品。因此，电缆缩头的主要要求就是将电缆外导体缩小到外形外接圆尺寸小于电缆成形模具的内径尺寸，使缩头部位能够方便的穿过外导体成型模具。它是半硬同轴射频电缆外导体加工过程中必不可少的一步，也是超小型半硬同轴电缆在制造过程中遇到的瓶颈。

对于尺寸较大的半硬同轴电缆，由于其采用原材料铜管的尺寸和壁厚较大，使空铜管具有一定的刚度，因而通常采用的缩头设备如图1所示。大尺寸半硬电缆缩头设备主要的机械工作部分由机座、滑块、压板、套筒、衬套、中心转子和模具组成。由电机驱动中心转子进行工作，然后中心转子带动滑块、压板和模具一起转动。由10个套筒和衬套组成的一个圆形的凸轮结构，在套筒位置形成一定的凸起，在两个套筒之间形成一个凹坑。当中心转子带动模具运动到套筒位置时，模具、滑块与套筒在同一直线上，两端的套筒会挤压滑块进而挤压模具，从而形成对电缆外导体的压缩。当中心转子带动模具运动到套筒中间位置时，滑块与套筒脱开，由于离心力的作用带动模具向两侧移动，从而减少对电缆外导体的压力甚至是不接触的状态。在电缆外导体受到压力较小时，可以通过延电缆轴线方向上的外力使电缆向缩头设备内进给，直到获取满意的缩头长度。在工作过程中，中心转子每转动36°完成一次压缩，其压缩状态与放松状态如图2所示。经过多次压缩，电缆外导体在被压制成模具限定大小的圆，从而达到缩头的目的。

虽然该设备具有机器能够连续工作，生产效率高，操作简单等诸多优点。但是，在生产超小型尺寸电缆时，该设备的缺点也十分的突出。当电缆尺寸非常小时，利用铜管自身刚度推动进给的方式变得难以执行。原因在于：1)铜管在进给过程中需要铜管承受一定的轴向上的进给力，而微小型同轴电缆小型化产品使用的铜管外径小、壁厚小，使得其刚度低，容易在进给过程中因为受力而发生弯曲导致铜管被压碎。2)模具在放松状态下时，如果两块模具之间的间隙较大，超小型尺寸的铜管容易从两模具间滑出，导致铜管直接压碎。因此，采用大尺寸半硬电缆缩头设备的工作原理的缩头设备陷入两难的处境。

如果要避免铜管在压缩过程中滑出模具的情况，则要求减小进给时模具间的间隙且间隙越小越好；如果要求降低进给时给铜管施加的力，则要求增加进给状态时模具间的间隙降低模具对铜管进给的阻力。因此，为了避免这样的问题，需要设计新的缩头工具。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的问题，提供一种适用于超小型半硬电缆的缩头工具，以解决当电缆尺寸非常小时，利用铜管自身刚度推动进给的方式难以执行，很难避免铜管在压缩过程中出现滑出模具情况的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种超小型半硬电缆缩头工具，包括冲压工作模块、及冲压驱动部件、固定架、滑动架、滑动驱动部件，所述冲压工作模块包括上模与下模，其特征在于：上模4为下表面设置有v形凸起且设置有定位孔的长方体，下模包括固定模3、滑动模6，下模上表面设置有与上模4的v形凸起配合的v形槽，v形槽由固定模3、滑动模6拼合形成，固定模3与滑块模6拼合面设置有相互配合的定位槽及定位凸起，v形槽设置有导槽，导槽槽面为竖直面，导槽将v形槽分割为三段，v形槽最上段截面呈梯形状，v形槽导槽段宽度收窄且截面呈长方形状，v形槽最下段呈三角形状。

进一步的，v形槽与v形凸起的设置位置可替换为：上模4下表面设置有v形槽，下模上表面设置有与上模4v形槽配合的v形凸起，v形凸起由固定模3、滑动模6拼合形成。

进一步的，冲压驱动部件与上模4固定连接，固定架包括固定模支架2及底座1，固定模3固定于固定模支架2上，固定模支架2固定于底座1上。

进一步的，滑动驱动部件包括螺杆固定架8、螺杆9、手柄10、端盖11，螺杆固定架8固定于底座1上，螺杆9通过销钉与手柄10固定连接且螺杆9的轴肩部分放置在螺杆固定架8与端盖11组成的空腔中。

进一步的，滑动模6通过螺钉与滑动架7固定并通过螺纹与螺杆9连接，固定模支架2、固定模3、螺杆固定架8均固定在底座1上，滑动驱动部件固定在螺杆固定架8上并与滑动架连接。

进一步的，固定摸3和滑动模6上各固定有一个冲压导杆5，上模设置有冲压导杆通孔，上模设置的两个冲压导杆5分别与上模中通孔位置配合。

进一步的，v形槽的角度为θ、宽为b1，导槽的高度为h1，v形槽的宽度b1取b1＝d+(0.05～0.10)d，

导槽的高度h1取h1＝(1.3～1.5)×(1+sin(θ/2))×d，

其中d为需要缩头的空铜管外径为0.5～2mm，θ为v形槽的角度，v形槽的角度θ取值范围在50°～70°。

进一步的，定位槽的宽度为b2，高度为h2，倒角尺寸为c2，其中定位槽的深度h2取h2＝(1.5～1.8)×b1+2×c2。

进一步的，v形凸起及v形槽配合接触表面均为淬火处理面。

本发明可带来以下有益效果：

本发明超小型半硬电缆的缩头工具与大尺寸半硬电缆缩头设备相比，在具体应用中通过采用冲压缩头的方式，避免大尺寸半硬电缆缩头设备的模具间隙在缩头过程中遇到的两难问题，满足了超小型半硬电缆外导体缩头的工艺要求，解决了大尺寸半硬电缆缩头设备不能适应超小型半硬电缆缩头的技术难点，具体针对超小尺寸铜管壁厚小、外径小、刚度低的特点，采用二次冲压的方式的设计方案，并在电缆冲压前就将其放置在v形成形槽内，避免了在大尺寸半硬电缆缩头设备在进给的同时冲压的工作方式。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为传统大尺寸半硬电缆缩头设备主要工作部分的结构示意图；

图2为传统大尺寸半硬电缆缩头设备主要工作部分的工作原理示意图；

图3为本发明超小型半硬同轴电缆缩头工具总装立体结构示意图；

图4为本发明超小型半硬同轴电缆缩头工具总装平面结构示意图；

图5为本发明冲压工作模块拼装结构示意图；

图6为本发明冲压工作模块拆分结构示意图；

图7为本发明冲压工作固定模结构示意图；

图8为本发明冲压工作上模结构示意图；

图9为本发明超小型半硬同轴电缆缩头工具应用原理示意图；

1底座2固定模支架3固定模4上模5冲压导杆6滑动模7滑动架8螺杆固定架9螺杆10手柄11端盖

具体实施方式

为进一步阐述本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的一种适用于超小型半硬电缆的缩头工具具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

一种超小型半硬电缆缩头工具，包括冲压工作模块、及冲压驱动部件、固定架、滑动架、滑动驱动部件，冲压工作模块包括上模与下模，上模4为下表面设置有v形凸起且设置有定位孔的长方体，下模包括固定模3、滑动模6，下模上表面设置有与上模4的v形凸起配合的v形槽，v形槽由固定模3、滑动模6拼合形成，固定模3与滑块模6拼合面设置有相互配合的定位槽及定位凸起，v形槽设置有导槽，导槽槽面为竖直面，导槽将v形槽分割为三段，v形槽最上段截面呈梯形状，v形槽导槽段宽度收窄且截面呈长方形状，v形槽最下段呈三角形状。冲压驱动部件与上模4固定连接，固定架包括固定模支架2及底座1，固定模3固定于固定模支架2上，固定模支架2固定于底座1上。冲压驱动部件与上模4固定连接，固定架包括固定模支架2及底座1，固定模3固定于固定模支架2上，固定模支架2固定于底座1上，滑动驱动部件包括螺杆固定架8、螺杆9、手柄10、端盖11，螺杆固定架8固定于底座1上，螺杆9通过销钉与手柄10固定连接且螺杆9的轴肩部分放置在螺杆固定架8与端盖11组成的空腔中，滑动模6通过螺钉与滑动架7固定并通过螺纹与螺杆9连接，固定模支架2、固定模3、螺杆固定架8均固定在底座1上，滑动驱动部件固定在螺杆固定架8上并与滑动架连接，固定摸3和滑动模6上各固定有一个冲压导杆5，上模设置有冲压导杆通孔，上模设置的两个冲压导杆5分别与上模中通孔位置配合。

实施例2，v形槽与v形凸起的设置位置可替换为：上模4下表面设置有v形槽，下模上表面设置有与上模4v形槽配合的v形凸起，v形凸起由固定模3、滑动模6拼合形成。

在上述两实施例中，需要特别说明的是，本发明对v形槽和定位槽的尺寸位置设计，具体如下：

(1)v形槽设计

v形槽是电缆外导体第一次冲压成v字形的冲压模具，其尺寸要求如图6上模结构图中所示。关键的尺寸包括：v形槽的角度为θ，v形槽宽为b1，导槽的高度为h1。该参数将直接影响电缆第一次冲压成v字形的效果，关系到最终缩头尺寸能否满足缩头工艺的要求。

由于超小型铜管在自然状态下会有一定的弯曲变形，因此需要在v形槽前加入一段导槽来确保铜管在压缩前完全在冲压模具内，v形槽的宽度b1取

b1＝d+(0.05～0.10)×d

或表示为:1.05×d≤b1≤1.10×d

其中d为需要缩头的空铜管外径，取值根据空铜管d的增加而减小。

导槽的高度h1取：

h1＝(1.3～1.5)×(1+sin(θ/2))×d

或表示为:1.3(1+sin(θ/2))×d≤h1≤1.5×(1+sin(θ/2))×d

其中d为需要缩头的空铜管外径，θ为v形槽的角度。

v形槽的角度θ取值范围在50°～70°，过大或过小均不利于冲压。

在本发明的一个实施例中，d＝1.00；θ＝60°；h1＝2；b1＝1.1。

(2)定位槽设计

由于超小型铜管刚度低，在其自重下也会导致其弯曲变形，因此在冲压过程中应尽量减少移动。在设计超小型半硬电缆缩头工具时，将v形槽分割成固定模和滑动模，在完成第一次冲压后，通过滑动模与固定模之间的冲压完成电缆缩头，从而减少铜管的移动和避免铜管的旋转。为了确保固定模和滑动模在合并成下模时上端面的保持平整，在固定模与滑块模之间设计了一个定位槽。

如图5中所示，定位槽的宽度为b2，高度为h2，倒角尺寸为c2。其中定位槽的高度h2为重要尺寸，取

h2＝(1.5～1.8)×b2+2×c2

或表示为:1.5×b2+2×c2≤h2≤1.8×b2+2×c2

在本发明的一个实施例中，c2＝1；h2＝10；b2＝5。

此外，上述实施例中，v形凸起及v形槽配合接触表面均为淬火处理面。

本发明装置使用、技术效果说明如下：

超小型半硬同轴电缆缩头工具的主要成型模具由固定模、滑动模和上模组成，如图3、4所示。固定模3安装在固定架上，滑动模6安装在滑动架7上与滑动驱动连接，上模4直接与冲压驱动连接。初始时，固定模3与滑动模6靠驱动使两者紧靠在一起形成下模，在两者中间位置形成v形槽为电缆外导体加工的成型模具。通过两者中间的突出部分来确保固定模3与滑动模6形成的下模上端的端面处于同一平面。然后，上模4的第一次冲压工作将电缆外导体冲压成v形，方便将其冲压成实心。上模4与下模之间的对中性由上模与滑动模6之间的突出部分来保证。上模4冲压后，自动回复到原始位置。最后，滑动模6松开过程中，v字形的电缆半成品放置在固定模3和滑动模6之间，滑动模6在冲压驱动作用下完成第二次冲压，将v字形的铜管压缩成最终的成型缩头半成品。

超小型半硬同轴电缆缩头工具与大尺寸半硬电缆缩头设备相似之处在于，都是通过在垂直于电缆外导体方向上施加压力使电缆外导体发生塑性变形而达到缩小外径的目的。超小型半硬同轴电缆缩头针对超小尺寸铜管壁厚小、外径小、刚度低的特点，采用二次冲压的方式的设计方案，并在电缆冲压前就将其放置在v形成形槽内，避免了在大尺寸半硬电缆缩头设备在进给的同时冲压的工作方式。图1为大尺寸半硬电缆缩头设备主要工作部分的结构示意图。图2为大尺寸半硬电缆缩头设备工作原理示意图。由图中可见，由于其转动36°进行一次压缩，因此在工作过程中需要较大的进给力使电缆能够在轴线方向上延伸。

图5—图8为冲压工作模块的结构图，其中固定模的外形如图所示，是一个带有半个v形槽和一个定位孔的长方体。v形槽为电缆缩头冲压的工作区域，是超小型半硬电缆缩头工具的主要设计点，滑动模与固定模之间发生的第二次冲压为电缆缩头工艺的最终步骤。固定模的长度a取决于生产中需要的缩头长度；v形槽的宽度由需要进行缩头电缆外导体直径d来确定，为了铜管能够方便的放入v形槽中，槽宽b需要略大于直径d。v形槽的角度θ直接关系到冲压的效果，取值过大则增大第二次冲压的难度，取值过小则可能导致上模的加工难度及第一次冲压的效果。

滑动模与固定模外形类似，v形槽和定位孔的尺寸和结构形式与固定模一致，滑动模的定位槽结构改为凸起，尺寸与固定模一致，倒角位置位凸起的尖角。上模外形如图6所示，是一个带有v形凸起和定位孔的长方体。其v形凸起结构与滑动模和固定模组成的下模组成的v形槽匹配，结构尺寸一致，通过冲压驱动完成电缆缩头的第一次冲压，将电缆外导体冲压成v字形。

超小型半硬电缆缩头工具由以上三个主要模具构成的冲压工作模块组和与之配套的冲压驱动组成。固定模通过螺栓固定在基座上，滑动模与上模分别连接相互垂直的冲压驱动机构，通过驱动间的配合完成电缆外导体缩头。

图9为本发明工作原理示意图，展示了铜管冲压变形的过程，本发明设计目的是为了保证上模在固定摸和滑动模组成下模冲压时，能够沿着导杆冲压，上模通过冲压导杆引导完成铜管冲压成v型的动作。由图可见，一个尺寸合适的空心铜管经过两次冲压后，其外形的外接圆直径小于原铜管的直径，能够达到缩小铜管外径尺寸的目的。具体的，首先将铜管放置在上部有直槽的v型下模中，通过上模与下模的冲压使铜管塑性变形成v字型。此时，v字型的外接圆直径仍达不到电缆缩头工艺的尺寸要求，需要将v字型铜管进一步冲压。通过滑动模的滑动使下模左右分开，此时将v字型铜管下移至v型槽下。最后，通过滑动模的左移完成冲压动作。铜管的冲压变形过程如图8所示。

此外，本发明模具加工的要点在于，用线切割方法按照图4所展示进行切割出三个模具，从而保证模具的v形槽的尺寸与定位槽的尺寸在三个模具上分别相互匹配，在固定模和滑动模定位槽的部分，需要利用钳工对定位槽的两端进行精加工，获取更高的光洁度。

超小型半硬电缆缩头工具采用冲压的方式使铜管发生变形，从原来的空心铜管状态变化到折叠的实心状态，从而达到缩小外径的目的，其理论可行性如图8所示。一实施实例中，图中最左侧铜管是直径为1mm，壁厚为0.1mm的铜管，经过两次冲压后，其外形的外接圆直径能够达到0.8mm左右，满足超小型半硬电缆生产制造的工艺要求。以直径为1mm，壁厚为0.1mm的铜管的缩头为例，其在未冲压前，可得铜管的横截面积s。

s＝πδ(d-δ)

式中，d为铜管外径；δ为铜管壁厚。

假定冲压后铜管外形为实心圆，可以推算出其外径d’。经过计算可得，d’＝0.6mm。假定冲压后铜管外形为一边长为0.4mm的长方形，通过横截面相等，可推算出其另一边的边长为0.7mm，此时长方形的外接圆直径为0.81mm。因此，使用冲压方式在垂直于铜管轴线方向上施加冲压力，使铜管发生变形而达到缩小铜管外径的方案在理论上可行的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。