專利名稱：電纜封帽熱擴(kuò)張成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用在熱狀態(tài)下擴(kuò)張制造電纜封帽的方法及裝置，屬于熱塑機(jī)械類。
用于輸、配電用的電纜及通訊電纜要求具有絕緣性能好、耐高壓、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，為了達(dá)到這個目的就要從電纜設(shè)計和制造上加以保證，其中一個重要環(huán)節(jié)就是給制成的電纜的兩端頭加封帽，以封住端頭，使其完全與空氣和水隔絕，施工需要截斷后的電纜也應(yīng)加封帽，否則將降低電纜的絕緣性能和耐壓，甚至不能使用。為此，對于用塑膠制成的封帽不僅要求有很好的彈性便于封包電纜端頭而且封包之后必須緊緊包住端頭不容有可能泄漏的地方，當(dāng)然更不允許有裂縫或在使用一段時間后出現(xiàn)裂縫，造成漏氣、進(jìn)水的現(xiàn)象。
由于制造廠專業(yè)生產(chǎn)電纜封帽的經(jīng)濟(jì)效益并不高，因此目前國內(nèi)仍采用比較簡單的辦法，制出的封帽質(zhì)量不太理想，即用一個塑膠管經(jīng)徑向擴(kuò)張，在一個端頭用加熱辦法使其縮小口徑，并包緊一個特制的硬塑料頭，裝上氣咀(圖9)。這種產(chǎn)品密封性得不到保證，就有可能泄漏，或者使用一段時間就要出現(xiàn)漏氣縫隙。我們見過美國有一種產(chǎn)品(

圖10)是先擠成管狀，然后根據(jù)封帽長度分段再嚙合，加熱擴(kuò)張后再切斷成兩個。它也會在從新嚙合處留有縫隙或使用后慚慚裂開而產(chǎn)生泄漏，這種封帽還存在厚度不均勻，耐壓強(qiáng)度和機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不高等缺點(diǎn)。國際上有制造端頭無接縫電纜封帽的，我們不了解其制造方法和和設(shè)備，但產(chǎn)品售價很高，由于國產(chǎn)電纜封帽的質(zhì)量不好，電纜廠家急切要求能生產(chǎn)出高質(zhì)量的電纜封帽，尤其是通訊用電纜及出口企業(yè)只好長期使用價格昂貴的進(jìn)口端頭無接縫的封帽。
本發(fā)明的目的就是解決制造出優(yōu)質(zhì)價廉端頭無接縫電纜封帽的方法及裝置。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的裝置及制造方法加以詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明電纜封帽成型裝置總2預(yù)熱箱圖3沖桿圖4沖口總成圖5冷卻總成圖6滑塊圖7卡塊圖8沖口套圖9端頭有孔的國產(chǎn)電纜封帽圖10端頭嚙合封口的美國封帽本發(fā)明裝置(圖1)主要由程序控制箱(110)、預(yù)熱箱(111)、沖桿(13)、沖口總成(12)和冷卻總成(15)等主要部件組成。
程序控制箱是全裝置的指揮系統(tǒng)，它指揮全機(jī)各部件按一定程序、在一定時間內(nèi)完成某一動作。本發(fā)明中程序控制系統(tǒng)可指揮全機(jī)在沖桿下行一次的28秒鐘時間內(nèi)完成一個最小規(guī)格封帽的加工，52秒鐘完成一個最大規(guī)格封帽的加工。時間控制準(zhǔn)確度誤差小于0.01秒。指揮全機(jī)動作準(zhǔn)確、可靠，并且還可以根據(jù)工件尺寸不同，對各工序加工時間長短進(jìn)行調(diào)整。
預(yù)熱箱(圖2)是為將待擴(kuò)張的筒形工件放在箱內(nèi)預(yù)熱到可以擴(kuò)張的溫度而制造的，預(yù)熱箱是安放了為升溫用的紅外電熱管(21)的長方形箱子(23)。箱壁有隔熱保溫層(22)，箱內(nèi)有一個經(jīng)變速的電機(jī)傳動系統(tǒng)帶動而運(yùn)轉(zhuǎn)的鏈條(25)，鏈條帶動可以套入待預(yù)熱的工件(26)的豎桿(24)轉(zhuǎn)動。預(yù)熱箱尺寸主要是保證工件從套到豎桿上起，到從豎桿上取下，準(zhǔn)備送入下工序止這段時間內(nèi)，能使工件均勻的加熱，使溫度升到120～130℃并保證經(jīng)預(yù)熱的工件按生產(chǎn)周期需要，不斷的供應(yīng)。本發(fā)明讓工件在預(yù)熱箱里行走12～22分鐘預(yù)熱箱加熱功率為5KW。
本發(fā)明的沖桿(圖3)是一個空心的無縫桿(31)，其上端裝有能控制沖桿行程，以保護(hù)全機(jī)不因沖桿下行遇到障礙而損壞機(jī)件的行程控制開關(guān)(32)，沖桿頂端連有送氣軟管(33)，沖桿下端是有錐度的沖桿頭(34)和帶有四個出氣孔(36)的沖咀(35)，本發(fā)明的沖頭是制造封帽的實(shí)際上的內(nèi)模。沖桿由鋼材制造而沖頭和沖咀則由45號鋼和聚四氟乙烯制造。
沖桿在沿立柱的垂直軌道上滑動的提升柱帶動下上、下運(yùn)動，沖桿中心與立柱的不平行度座標(biāo)方向不大于0.05毫米。
沖口總成(圖4)是本發(fā)明的核心之一，它主要由四部分組成即滑塊(47)、卡塊(41)、沖口套(46)和沖口定位架(410)。具有上、下兩層扇形端面的六塊“工”字形金屬滑塊(圖6)套入一個從中心向圓周等分根據(jù)封帽規(guī)格不同開有六個36～56毫米寬滑槽的金屬沖口套內(nèi)，這樣的結(jié)構(gòu)安排為使滑塊可以在沖口套上的滑槽內(nèi)沿徑向往、返滑動，每塊滑塊下端用螺釘連接一塊“┌”形的卡塊(圖7)，六塊卡塊合攏時是一個完整的圓，卡塊下部是便于工件口部套上的帶圓弧的楔形。從圖4可以看出，當(dāng)沖桿頭沿沖口總成中心圓孔向下走時，隨著滑塊被沖桿頭徑向推開，卡塊帶著工件也一起沿徑向向外移動，當(dāng)沖桿頭經(jīng)過沖口總成中心孔向上移動退出沖口總成時，卡塊下端楔形部分就會由于裝在滑塊扇形外側(cè)面的孔內(nèi)的彈簧(411)反彈(沖桿頭向下走時彈簧(411)被壓縮)，隨著滑塊沿徑向向圓心移動而抱攏恢復(fù)成有錐度的圓形。彈簧(411)被封口螺釘(45)封閉在外側(cè)面封口圓孔內(nèi)。
金屬沖口定位架下部靠近卡塊段有一安裝在托架(43)上由電阻絲盤成與定位架之間隔熱、絕緣的加熱圈(42)，用以烘烤卡塊，使其溫度達(dá)到80～90℃，目的是防止預(yù)熱到120～130℃的工件套上卡塊時，遇冷卡塊會收縮，抱緊卡塊，增加制造上的困難，甚至損壞工件。
制造封帽時，將經(jīng)過預(yù)熱的工件套在由六塊卡塊下端帶圓弧的楔形部分組成有錐度的“圓筒”上，下行的沖桿頭推動滑塊沿徑向向外移動而帶動卡塊沿徑向向外移動，從而擴(kuò)大了套在卡塊楔形部分的工件的口部，被沖桿頭沖開的卡塊此時已不再是一個有連續(xù)圓周的圓，而是六段內(nèi)表面與沖桿頭部接觸的弧形面，外表面以六塊弧形面與工件內(nèi)表面接觸，工件其余的內(nèi)表面包圍沖桿。
從上述沖桿與滑塊、卡塊的動作過程，我們看出滑塊在成型過程中起了一個將沖桿的垂直運(yùn)動變成帶動卡塊的水平運(yùn)動的作用?；瑝K在沖口套滑槽的水平運(yùn)動及沖桿通過滑塊、卡塊中心的垂直運(yùn)動都是需要很好潤滑的，否則將使沖桿不能正常上、下運(yùn)動，影響封帽的生產(chǎn)，因而本發(fā)明在滑塊上方有帶注油孔并放入吸油棉繩(48)的沖口套(46)和帶提手的油槽蓋(49)。
沖口總成通過沖口定位架(410)，旋緊在立柱(19)上，沖口總成與沖桿的不同心度誤差不大于0，05毫米。
本發(fā)明的冷卻總成(圖5)除了具有冷卻成型產(chǎn)品;使其定型的作用外，還是本發(fā)明成型設(shè)備中實(shí)際上的外模，因為本發(fā)明中口部經(jīng)機(jī)械擴(kuò)張的工件進(jìn)一步加工成型和定型是靠沖桿頭帶著工件下行進(jìn)入冷卻總成，由沖桿咀(35)的氣孔(36)送入4kg/cm2的壓縮空氣，使工件按照冷卻總成中的鑄銅外模(51)和黃銅斜模(510)構(gòu)成的尺寸擴(kuò)張成型和冷卻定型的。
本發(fā)明的冷卻總成主要由外模(51)、外套(52)、冷卻架(511)以及通過鉸鏈結(jié)構(gòu)(59)與冷卻架(511)相連的活動門架(56)和安放在活動門架內(nèi)的斜模(510)、模底(55)及由電磁鐵(53)控制，起到控制活動門架啟、閉的自動門扣(57)和接水口(16)、水箱(17)等組成。
本發(fā)明中筒狀的鑄銅外模(51)在外壁銑出許多冷卻水槽，外套與外模之間有6～7mm左右垂直流水間隙。
本發(fā)明的黃銅斜模(510)在成型過程中是外模的一部分，封帽的頭部就按它的形狀和尺寸成型。只是它安裝在活動門架(56)內(nèi)，可以隨活動門架一起向下開啟，以便成型封帽由此落下送出機(jī)外。斜模側(cè)邊為增加散熱面也銑了許多軸向槽。
本發(fā)明的外套(52)與冷卻架(511)內(nèi)孔之間徑向有5毫米左右的活動間隙，外模距上口30毫米左右長度內(nèi)有1∶10的斜度，這是為了便于帶著工件的沖桿頭順利的進(jìn)入外模并能自動定位，使外模與沖桿之間同心，以保證產(chǎn)品壁厚均勻。
本發(fā)明中通過鉸鏈結(jié)構(gòu)(59)將由外模、外套組成的上半部外模具與由斜模(510)、模底(55)、活動門架(56)組成的下半部外模具連接一起，都安裝在冷卻架(511)上，構(gòu)成完整的可以使工件在其內(nèi)部，通過吹壓縮空氣成型的外模。
本發(fā)明中活動門架(56)的開閉是通過一臂(54)做為電磁鐵心的可以圍繞一固定軸轉(zhuǎn)動的自動扣來控制的?；顒娱T架內(nèi)除裝有斜模外，還安裝有為增加散熱面能流過冷卻液，開有多個同心圓槽和徑向槽的黃銅模底(55)和鋼制門架(58)。
接水口是放置在活動門架下部，用于將冷卻液與成品分開，導(dǎo)出成品，由鐵桿焊成箅形的半圓筒。
冷卻總成是通過冷卻架一起裝在立柱(19)上，這樣做才能保證外模與沖桿的同心，(即外模和內(nèi)模的同心)才能保證成品具有均勻的壁厚，本發(fā)明中規(guī)定冷卻總成和沖桿的不同心度不大于0.05毫米。
本發(fā)明中冷卻液存放在機(jī)身(圖1)下部水箱(17)內(nèi)，這是為了減少占地，冷卻液用6米揚(yáng)程的抽水機(jī)送入冷卻總成的進(jìn)水咀(512)，冷卻液從外模與外套間通道及各散熱槽路，經(jīng)活動門架、斜模、底模、接水口、進(jìn)入水箱。
在沖口總成中套上卡塊的工件口部被擴(kuò)大，隨著沖桿的繼續(xù)下行工件被沖桿帶入冷卻總成，接受自動程序控制系統(tǒng)指令沖桿咀從氣孔中送入4kg/cm2左右的壓縮空氣，使工件在外模內(nèi)擴(kuò)張成型，隨即又從進(jìn)水咀(512)送進(jìn)冷卻液，通過外模冷卻使成型的產(chǎn)品定型之后，自動程序控制系統(tǒng)令電磁鐵鐵心(54)作用，自動活門扣(57)被搬起，活動門架(56)被打開，沖桿繼續(xù)下行，然后送入8kg/cm2左右的強(qiáng)壓縮空氣使產(chǎn)品脫模，并令沖桿同時向上提升，此時脫模產(chǎn)品下落，經(jīng)接水口(17)被送出機(jī)外，沖桿頭也通過沖口總成的滑塊退回到起始位置。冷卻液穿過冷卻總成，從底部流入水箱(17)，將重新被抽水機(jī)揚(yáng)起送入進(jìn)水咀，隨著提升桿帶著沖桿上升，活動門架也被帶動關(guān)閉，由自動門扣鎖住。一個新的產(chǎn)品成型準(zhǔn)備結(jié)束，再一次成型過程將從新開始，如此周而復(fù)始。
為便于產(chǎn)品脫模，在設(shè)計時隨產(chǎn)品尺寸不同要充分考慮產(chǎn)品的壁厚、成型尺寸及冷卻、定型收縮等重要因素。本發(fā)明設(shè)計外模尺寸時讓成型產(chǎn)品與沖桿間留有0.05毫米的氣隙。
本發(fā)明有安全保護(hù)裝置，防止事故發(fā)生損壞機(jī)件，由于本裝置可能發(fā)生損壞機(jī)件的故障，只能是發(fā)生在沖桿下行過程失去控制，為此本裝置在沖桿頂部安裝行程控制開關(guān)(32)，一旦沖桿下行遇到障礙，行程開關(guān)就切斷全機(jī)電源，將可避免事故的發(fā)生。當(dāng)然沖桿及沖口總成保證足夠的潤滑也是重要的，因為沖桿不能及時下行去擴(kuò)張工件或脫模都可能造成廢品。
發(fā)明人使用本發(fā)明，在熱狀態(tài)下(120℃～130℃)先用機(jī)械擴(kuò)張工件口部，再用壓縮空氣吹擴(kuò)，按模具成型，冷卻定型制造封帽的方法和使用按發(fā)明制造的設(shè)備，將成型一個封帽的12個動作，在程序控制器控制下，沖桿下行一次僅用28秒時間，完成全部工藝過程制出一個最小規(guī)格的封帽，或用52秒鐘制出一個最大規(guī)格的封帽，封帽合格率在96%以上。本發(fā)明設(shè)備制造工藝簡單，無特殊精加工要求，選材一般，結(jié)構(gòu)緊湊，對使用環(huán)境也無特殊要求，操作方法簡便，生產(chǎn)率高。使用本發(fā)明設(shè)備和方法制造出的封帽端頭無縫隙，長期使用也不會產(chǎn)生裂縫，產(chǎn)品還有壁厚均勻等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品的成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外同類產(chǎn)品，國內(nèi)、國際用戶都可以接受。因此本發(fā)明的方法和裝置的使用和推廣不僅可以提高電纜封帽的質(zhì)量，還可減少進(jìn)口、節(jié)省外匯支出，甚至在大量創(chuàng)匯。
權(quán)利要求
1.一種由程序控制系統(tǒng)及沖壓模具組成的電纜封帽熱擴(kuò)張成型方法及裝置其特征在于裝置由工件預(yù)熱箱(111)、沖桿(13)、沖口總成(12)、冷卻總成(15)和故障自動停機(jī)保護(hù)系統(tǒng)(11)等組成。
2.一種在熱狀態(tài)下使筒狀塑膠工件擴(kuò)張成電纜封帽的方法其特征在于用程序自動控制將待加工的工件預(yù)熱到可熱拉伸的溫度(120～130℃)將其口部套入經(jīng)電阻加熱元件烘烤到80～90℃，縮攏后中心為一完整圓的金屬卡塊(圖7)上，沖桿頭(34)下行進(jìn)入卡塊中心，用機(jī)械推力擴(kuò)張卡塊，工件口部也被沿徑向擴(kuò)張，沖頭繼續(xù)下行，沖桿咀(35)把工件頂出卡塊，完全套在沖桿頭上。沖桿頭帶著工件進(jìn)入外模(51)后，從沖桿咀(35)的氣孔(36)送出4kg/cm2的壓縮空氣，使工件按外模內(nèi)壁尺寸擴(kuò)張成型，隨即在外模外壁送入冷卻液使成型產(chǎn)品冷卻定型，從沖桿咀氣孔再送出8kg/cm2的壓縮空氣，使產(chǎn)品脫模，經(jīng)打開活動門架(56)送出機(jī)外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于預(yù)熱箱是內(nèi)部有一經(jīng)變速的電機(jī)傳動系統(tǒng)帶動而運(yùn)轉(zhuǎn)的鏈條(25)及豎桿(24)，有紅外加熱元件(21)，箱內(nèi)有隔熱層(22)的金屬箱(23)，隨鏈條一起運(yùn)轉(zhuǎn)的多個豎桿可以套入待預(yù)熱的工件(26)，鏈條的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與箱內(nèi)發(fā)熱元件功率相匹配，使工件在箱內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)12～20分鐘時間后能達(dá)到120～130℃溫度，保證經(jīng)預(yù)熱待成型工件按生產(chǎn)周期需要不斷供應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于沖桿(31)是空心桿，上端裝有故障保護(hù)控制開關(guān)(32)，頂端與送氣軟管(33)相連，沖桿下端裝有耐高溫的聚四氟乙烯材料和45號鋼材制成帶有四個出氣孔(36)的沖桿咀(35)和有錐度的沖桿頭(34)，沖桿(13)在由變速傳動系統(tǒng)帶動沿立柱垂直軌道暢順滑動的提升柱(18)帶動下上、下運(yùn)動，沖桿與安裝沖口總成(12)和冷卻總成(15)的立柱(19)的不平行度座標(biāo)方向不大于0.05毫米，外模的設(shè)計應(yīng)使氣擴(kuò)成型的產(chǎn)品在冷卻收縮定型之后與沖桿頭間留有0.05毫米左右的脫模氣隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于沖口總成(12)是從中心向圓周均勻設(shè)有六條36～56毫米寬導(dǎo)軌的金屬沖口套(46或圖8)、六塊有扇形端面并在上端面外側(cè)邊鉆有可以置入彈簧，由螺釘(45)封口的工字形金屬滑塊(47或圖6)、六塊下端為帶圓弧的楔形，用螺釘連接在滑塊下端，合攏時為一完整圓的“┌”型金屬卡塊(41或圖7)、與沖口套(46或圖8)連接的沖口定位架(410)、下端與滑塊(47)連接上方有注油槽放入注油棉繩(48)和有提手的二個金屬油槽蓋(49)組成。在靠近卡塊部位下端的托架(43)上還安放一個與沖口定位架隔熱、絕緣、烘烤卡塊用由電阻絲制成的內(nèi)熱圈(42)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于沖口總成是通過沖口定位架旋緊在立柱上，沖口總成與沖桿中心距公差不大于0.05毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于冷卻總成由進(jìn)水咀(512)、鑄銅外模(51)、碳鋼外套(52)、黃銅的斜模(510)、模底(55)、金屬承托板(58)及將冷卻總成安裝在立柱上的鑄鐵冷卻架(511)等組成，外模上口有1∶10的斜度、外套、與冷卻架內(nèi)徑間留有5毫米的間隙(513)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于斜模外壁、模底、承托架都是制成開有多個槽路增大與冷卻液的接觸面，盡快散熱的結(jié)構(gòu)，它們安裝在由電磁鐵(53)控制啟閉，用鉸鏈(59)安裝在冷卻架上的活動門架(56)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于沖桿上端裝有為防止沖桿下行遇到障礙而損壞機(jī)件，能自動切斷全機(jī)電源的行程控制開關(guān)(32)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用熱擴(kuò)張制造電纜用封帽的方法及裝置，本發(fā)明的裝置由程序控制器、工件預(yù)熱箱、沖桿、沖口總成、冷卻總成等組成。制造方法是將待擴(kuò)張的筒狀工件經(jīng)預(yù)熱后套入沖口總成的卡塊上，通過程序自動控制，用沖桿頭部的側(cè)向機(jī)械推力擴(kuò)張工件口部，待工件進(jìn)入冷卻總成時從沖桿嘴的氣孔送入壓縮空氣吹擴(kuò)，使工件下部依外模形狀擴(kuò)張成型，再通入冷卻液冷卻定型，從沖桿嘴送入壓縮空氣使其脫模，制成品封帽被送出機(jī)外。
文檔編號H01B13/22GK1103986SQ93120960
公開日1995年6月21日 申請日期1993年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月13日
發(fā)明者伍晃 申請人:深圳長園應(yīng)用化學(xué)有限公司