[发明专利]一种制造皱纹金属管用轧纹模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造皱纹金属管用轧纹模具，是将平滑金属管连续轧制成螺旋皱纹金属管的冷加工技术，属于同轴电缆皱纹金属管外导体的加工模具技术领域。

技术背景

螺旋皱纹金属管，在电缆中使用，可以使电缆具有损耗低、驻波小、相位一致性好以及屏蔽性能好等优良的电气性能，同时具有机械强度高、柔软性适中等优良的机械特性，所以该结构形式被广泛地采用。螺旋皱纹金属管通常为铜管或铝管，作为半硬同轴射频电缆的外导体是一种较为理想的结构形式。为了改善电缆的电气和机械性能，提高螺旋皱纹金属管的制造精度是关键技术之一，而皱纹管制造精度通常是指皱纹节距和深度的均匀一致性。

螺旋皱纹金属管是由一定长度的圆形金属管连续通过一高速旋转轧纹模具而被轧制成皱纹金属管，通常轧纹模具有偏心环模片和整体螺旋模两种结构。

如图1和图2所示，为偏心环模片，该偏心环模片100实质为一环状的薄片。该偏心环模片是安装在特殊结构的轧纹头内。安装时，模片的轴线与轧纹头的旋转中心轴线并不重合，而是偏离一定的距离，故称之为“偏心环”。偏心环模片的端面与旋转中心轴线并不垂直，而是偏转一定的角度，以便轧制出螺旋皱纹。偏心环模片与轧纹头之间不采用硬连接，而是通过一滚珠轴承相互连接，所以当轧纹头高速旋转时，偏心环模片并不跟随旋转，而仅仅是环绕轧纹头的旋转中心轴线浮动。被轧的光滑金属管101通过轧纹头和偏心环模片的内孔沿着轧纹头的旋转中心轴线前进的同时轧纹头高速旋转带动模片浮动并压向光滑圆管轧出螺旋状的皱纹来。偏心环模片轧纹的工作原理如图3和图4所示，偏心环模片轧纹的工作过程如图5、图6、图7及图8所示，该偏心环模片的运动状态酷似呼啦圈环绕人体的浮动。

轧纹头两端的进出口托模可以确保被轧的光滑金属管101沿轧纹头的旋转中心轴线前进。螺纹的深度通过改变偏心环模片的偏心度来调节，螺纹的节距则通过改变偏心环模片的偏转角θ来调节。

由于轧纹时偏心环模片与被轧金属管间是滚动接触，因此摩擦力小，轧纹时金属管承受的扭矩小因而不易扭曲损坏，这是偏心环模片轧纹的最大优点。偏心环模片轧纹还具备其它许多优点，例如：模片结构简单，加工方便，模片寿命长，螺纹深度和节距可以根据需要任意调节等等。

但是偏心环模片轧纹的最大缺点是易受种种原因的影响，例如偏心环模片的安装偏差、连接轴承的间隙、进出口托模的孔径大小、托模离模片的轴向距离以及润滑状态的变化等等，轧制的精度较差，表现为轧出的皱纹管的螺纹深度和节距的一致性差，甚至可能产生周期性的变化。这种尺寸精度较差的皱纹管制成的射频电缆的高频驻波特性将变坏，特别是周期性的尺寸变化会导致驻波峰值的出现。

如图9和图10所示为整体螺旋模片结构，整体螺旋模片200是指具有至少一个螺距的内螺纹。内螺纹的节距等于被轧皱纹管所要求的节距，螺纹深度由浅到深逐渐地变化。内螺纹最深处的半径等于皱纹管皱纹波谷处的半径，最浅处的半径大于皱纹管的外径。

整体螺旋模片采用硬连接方式同心地安装在轧纹头内，也就是说，整体螺旋模片的轴线与轧纹头的旋转中心轴重合，模片端面与中心轴线垂直，整体螺旋模片跟随轧纹头同步高速旋转。当金属管沿中心轴线通过高速旋转的模片内孔时，就被轧出螺旋状的皱纹来。

整体螺旋模片的最大优点在于轧纹过程受各种外界因素的影响较小，因而轧纹精度较高，轧出皱纹的深度和节距的一致性较好，因此制成电缆的驻波特性较为优异，并能避免驻波峰值的出现。

但是在轧纹过程中，整体螺旋模片与被轧金属管间的接触长度较大，至少有一个螺距的螺纹长度，并且相互滑动摩擦，摩擦力较大，因此被轧金属管在轧纹过程中承受较大的扭矩，易产生扭曲损坏。这是整体螺旋模轧纹的最大缺点。为了克服这一问题，需要选择良好的润滑剂以及适当的润滑及冷却方式。但选用润滑效果好的润滑剂又可能会带来不易清洗的麻烦。整体螺旋模片轧纹的其它缺点是模片加工比较麻烦，机加工后还需经多次手工修整才能满足皱纹管尺寸的要求，手工修整模片的内螺纹的难度很大；模片容易磨损，寿命不长等。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种制造皱纹金属管用轧纹模具，该轧纹模具加工的皱纹节距和深度的均匀一致性好，且加工方便、寿命长。