一種金屬導體成型裝置的製作方法

2023-05-31 23:58:16 1

本發明涉及金屬導體成型領域，更加具體地，涉及一種金屬導體成型裝置。

背景技術：

絞制是電纜生產製造中的重要工序，通過將小直徑的單線同心絞制組合，可以形成柔軟、表面積小的絞合導體，很好地改善了實心導體剛性大、表面放電量大的不足。

生產中通常採用常規絞制，即採用圓形單線同心絞製成絞合導體。由於圓形單線之間存在間隙，常規絞制而成的導體的填充係數為0.75(絞合導體中單線的截面積總和與絞合導體外接圓面積的比)，也就說，絞合導體中有25％的空隙面積。為了減小絞合導體的外徑，以降低導體外包覆材料的用量，通常採用緊壓方式對絞合導體在絞合時同步進行外徑壓縮。

現有金屬導體絞制緊壓成型時，都是採用數根乃至數十根圓金屬線在專用的絞線機上進行。圓金屬線隨絞線機旋轉的同時，在牽引輪作用下通過一個或者兩個孔徑比絞合外徑小的固定拉拔模具，其外徑逐漸縮小到規定的尺寸，長度增加，產生塑性變形。

在生產中，由於金屬導體單絲通過模具時為滑動摩擦，摩擦係數大，絞制時產生的變形抗力大，生產效率很低，能源消耗高。同時，絞制緊壓時模具工作區的溫度很高，特別是在絞制緊壓鋁導體或鋁合金導體時，摩擦產生的鋁粉會堆積在工作區，緊壓模在工作中因導體外表面需要清潔而不能加入潤滑劑，在高溫下形成很硬的氧化鋁塊，破壞絞合導體表面質量，降低模具壽命，材料消耗大。而且在實際生產中，必須採用一根直徑比絞合導體和拉拔模具孔徑小的金屬繩作為引導線，使得絞合導體通過模具。由於引導線與絞合導線初始連接僅能靠手工絞合幾根單絲，絞合導體進入拉拔模具時經常發生引導線斷裂，需要重複多次才能通過，生產效率低下。

如何改善緊壓絞制工序中金屬導體的表面質量，同時降低因模具損耗和失效帶來的成本，提高緊壓絞制的生產率，是當下需要解決的重要問題。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的示例性實施例提出了一種導體成型裝置。

根據本發明的一方面，一種金屬導體成型裝置包括底座，以及在所述底座上依次串聯排列的第一旋轉組合軋輥成型裝置、第二旋轉組合軋輥成型裝置、第一緊壓定型裝置以及第二緊壓定型裝置。

根據本發明的示例性實施例，所述第一旋轉組合軋輥成型裝置以及所述第二旋轉組合軋輥成型裝置包括輥輪支架以及多個輥輪，其中，所述輥輪支架上均勻地開有軸用軌道，每個輥輪的輪面形狀相同，均呈向內凹陷的圓弧形，每個輥輪的兩側面中心位置設有固定軸，每個輥輪通過軸用軌道固定並以輥輪兩側固定軸為軸心轉動，並且多個輥輪的末端共同形成圓形孔型。

根據本發明的示例性實施例，所述第一緊壓定型裝置以及所述第二緊壓定型裝置包括哈夫式組合模及組合模具固定裝置，所述哈夫式組合模固定在所述組合模具固定裝置中，所述哈夫式組合模包括兩個相互嵌合的半模，所述組合模具固定裝置包括上模壓蓋和下模壓底座，所述第一緊壓定型裝置的哈夫式組合模的哈夫方向與所述第一緊壓定型裝置的下模壓底座面垂直，所述第二緊壓定型裝置的哈夫式組合模的哈夫方向與所述第二緊壓定型裝置的下模壓底座面成60°夾角。

根據本發明的示例性實施例，所述第一旋轉組合軋輥成型裝置以及所述第二旋轉組合軋輥成型裝置中的輥輪，以及所述第一緊壓定型裝置以及第二緊壓定型裝置採用合金工具鋼製造，其工作面採用熱擴散法納米級碳化鈦覆層處理，納米碳化鈦覆層厚度為5～39um，表面硬度為2000HV～2500HV。

根據本發明的示例性實施例，所述第一旋轉組合軋輥成型裝置、所述第二旋轉組合軋輥成型裝置、所述第一緊壓定型裝置以及所述第二緊壓定型裝置可拆卸地安裝在所述底座上。

與現有技術相比，根據本發明實施例的金屬導體成型裝置具有以下優點：

利用經過表面處理的旋轉輥輪組合模和互成60℃的哈夫式緊壓成型模，金屬導體與成型裝置之間的變形方式和摩擦形式為滾動摩擦，滾動摩擦係數遠小於滑動摩擦係數，因而可大大降低緊壓絞制過程中金屬導體與模具的之間的摩擦力，減小金屬導體的形變抗力。

採用本發明實施例提供的金屬導體成型裝置，可以顯著改善金屬導體的表面質量，提高生產效率，節約能耗；可以避免傳統緊壓工藝中金屬粉末的形成，改善工作環境和確保安全生產，降低金屬導體的材料損耗，降低能源消耗，提高生產效率；可以降低緊壓絞制模具的加工難度、提高模具表面質量、大大提高模具壽命、降低模具損耗和失效成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明示例性實施例的金屬導體成型裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中旋轉組合軋輥裝置沿軸向的投影圖；以及

圖3是圖1中緊壓定型裝置中的哈夫式組合模的示意圖；以及

圖4是圖1中緊壓定型裝置中的組合模具固定裝置示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，根據本發明實施例的一種金屬導體成型裝置是多個旋轉組合軋輥裝置與多個緊壓定型裝置的組合體，其包括底座1，以及從右至左串聯排列在底座1上的由輥輪支架(以下也稱作支架)2和多個旋轉軋輥(以下也稱作軋輥)21構成的第一旋轉組合軋輥裝置，由支架3和多個旋轉軋輥31構成的第二旋轉組合軋輥裝置，由下模壓底座41、上模壓蓋42、哈夫式嵌合半模43、哈夫式嵌合半模44組成的第一緊壓定型裝置，以及由下模壓底座51、上模壓蓋52、哈夫式嵌合半模53、哈夫式嵌合半模54組成的第二緊壓定型裝置。

本領域技術人員不難理解，旋轉軋輥裝置和緊壓定型模也可以採用從左至右的排列方式。

實際操作時，將多根金屬導體送入由支架2和多個旋轉軋輥21構成的第一旋轉組合軋輥裝置，經過第一旋轉組合軋輥成型裝置初步成型後，再依次送入由支架3和多個旋轉軋輥31構成的第二旋轉組合軋輥裝置，由下模壓底座41、上模壓蓋42、哈夫式嵌合半模43、哈夫式嵌合半模44組成的第一緊壓定型裝置，由下模壓底座51、上模壓蓋52、哈夫式嵌合半模53、哈夫式嵌合半模54組成的第二緊壓定型裝置，最後形成成型的絞合導體。其中，下模壓底座41、上模壓蓋42構成組合模具固定裝置，哈夫式嵌合半模43、哈夫式嵌合半模44構成哈夫式組合模。下模壓底座51、上模壓蓋52構成組合模具固定裝置，哈夫式嵌合半模53、哈夫式嵌合半模54構成哈夫式組合模。

如圖2所示，圖1中的第一旋轉組合軋輥裝置或第二旋轉組合軋輥裝置分別包括支架2、3以及四個輥輪21、31。其中，輥輪支架上均勻地開有軸用軌道，每個輥輪的輪面形狀相同，均呈向內凹陷的圓弧形，其兩側面中心位置設有固定軸。每個輥輪通過軸用軌道固定並以輥輪兩側固定軸為軸心轉動，並且多個輥輪的末端共同形成圓形孔型。需要說明的是，儘管圖2中設置了四組軸用軌道和輥輪，在其它實施例中，還可以均勻地設置其它數目的多組軸用軌道和輥輪。

可選地，第一旋轉組合軋輥裝置或者第二旋轉組合軋輥裝置中的輥輪21或31無需施加動力驅動。金屬導體進入輥輪21或31組成的孔型時，利用金屬導體表面與輥輪21或31表面之間的摩擦力帶動輥輪21或31轉動來實現緊壓，從而同步進行併線成型和外徑壓縮，減小導體外徑和孔隙率。

如圖1和圖3所示，第一緊壓定型裝置和第二緊壓定型裝置可採用具有哈夫式結構(即，通過兩個哈夫式相互嵌合的半模43和44，或53和54，將兩個與完整半圓實際上相差一定尺寸的半圓拼合，完全拼合時，對絞合導線表面產生一定的壓力)的模具，哈夫式組合模的哈夫方向與下模壓底座面垂直或者成60°夾角，並固定在該組合模具固定裝置中。

可選地，輥輪21和哈夫式半模43、44、53和54採用合金工具鋼製造，工作面採用熱擴散法納米級碳化鈦覆層處理，納米碳化鈦覆層厚度為5～39um，其表面硬度在2000HV～2500HV，以便顯著提高模具表面質量、大大提高模具壽命、降低模具損耗和失效成本。

可選地，第一旋轉組合軋輥成型裝置、第二旋轉組合軋輥成型裝置、第一緊壓定型裝置、第二緊壓定型裝置可拆卸地安裝在底座1上，便於在緊急情況發生時進行對緊壓導線修補。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。