[發明專利]一種小節距深螺旋皺紋銅管的軋紋模具的設計方法

有效

• 申請號: 200810036168.2
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101559466A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 宣維剛;朱元忠;陶士芳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十三研究所
• 主分類號: B21H3/06
• 分類號: B21H3/06;H01B13/016
• 代理公司: 上海航天局專利中心
• 代理人: 徐 鈁

技術領域：

本發明涉及同軸電纜皺紋銅管外導體的加工模具；具體涉及薄壁 銅管連續軋制成小節距深螺旋皺紋銅管的軋紋模具。

背景技術：

螺旋皺紋銅管作為半硬同軸射頻電纜的外導體是一種較為理想 的結構形式，它具有損耗低、駐波小、相位一致性以及屏蔽性能好等 優良的電氣性能，同時具有機械強度高、柔軟性適中等優良的機械特 性，所以該結構形式被廣泛地采用。為進一步改善它的柔軟性，需要 減小螺紋的節距并加大螺紋的深度，這就對軋紋模具的設計提出了新 的要求。

螺旋皺紋銅管一般采用一特殊的內螺紋模片對光銅管旋轉軋制 而成。圖1為軋制過程的示意圖，圖1中，1為模片；2為光銅管；3 為皺紋銅管。圖2為軋紋模片的結構圖。

由圖2可見，軋紋模片的內孔為一個螺距的內螺紋孔，其螺距為 P，螺紋的高度H由淺到深均勻地變化。螺紋的最淺高度與光銅管的 直徑相應，而最深高度則與皺紋銅管波紋的底徑相應。正如圖1所示， 當模片1環繞銅管2的軸線旋轉時，就會在光滑的銅管2上軋出螺旋 狀波紋形成皺紋銅管3。

薄壁金屬管的塑性變形理論分析表明，用此種模片軋制螺旋波紋 時，其波紋的深度受到一定的限制。如圖3所示，圖3中水平箭頭表 示銅管前進方向，豎向箭頭表示模片軋紋方向。當模片對銅管施加徑 向壓力時使其凹陷而形成波紋，同時銅管的外徑也會隨之縮小。當達 到一定限度后，繼續增大模片對銅管的徑向壓力，不會再使波紋深度 增加而只會使銅管外徑進一步縮小。

在軋紋的過程中，如果在銅管前進的反方向上施加一個反向力， 則可使得波紋受到軸向的擠壓而使波峰向外拱出，同時螺距減小從而 形成小節距、深波紋的螺旋皺紋銅管。圖4顯示出一個波紋受到反向 力擠壓的后果。螺紋節距由P0縮小為P1，而螺紋深度隨之增加。

施加反向力的方法有多種多樣。例如有文獻介紹采用兩個不同螺 距的模片同時軋紋，后一個模片的螺距較前一個小，因而銅管的皺紋 受到擠壓而使螺距變小，紋深增加。此方法的缺點是需要兩個不同轉 速的軋紋頭，故不宜采用。另一方法是在軋出的皺紋銅管前進方向上 放置一個一定孔徑的阻尼套管，如圖5所示，圖5中1為模片、2為 光銅管、3為皺紋銅管、4為套管。當皺紋銅管3通過套管4時它們 之間的摩擦力就是使皺紋壓縮的反向作用力。通過調節套管4的孔徑 或套管4與模片1之間的距離可控制反向力的大小，從而控制波紋被 壓縮的程度。但是由于套管孔徑大小與內孔的表面粗糙度、潤滑油的 性能與用量以及銅管中電纜芯的柔軟性等種種因素的影響使得該摩 擦力極難控制，所以軋出的波紋形狀很難達到均勻一致，這就限制了 這種方法應用。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供一種小節距深螺旋皺紋銅管 的軋紋模具的設計方法；可適應小節距深螺旋皺紋銅管的軋紋要求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種小節距深螺旋皺紋銅管的軋紋模具的設計方法，

先根據所要求軋制的皺紋銅管的外徑D、節距P、紋深H；可計 算得到實際軋紋后該波紋的弧長展平后的長度L；

其特征在于：所述模片為漸變螺旋角螺旋軋紋模片：

所述軋紋模片的內孔通過以下方法設計：

所述模片的內孔的曲線方程如下：

ρ=ρ0+ρ1-ρ0360θ]]>

式中ρ為對應于曲線上θ角的曲率半徑；

ρ₀和ρ₁分別代表θ為0°和360°時的曲率半徑；

所述模片的漸變螺旋角的螺旋面通過以下方法設計：

設相應于模片每旋轉Δθ_n角度，螺旋線上的點在銅管軸線方向上 的位移為ΔP_n；Δθn＝360°/N(n＝1，2，…M-1，M，M+1，…，N)