半剛性電纜校直方法的改進

■北京遙測技術研究所 （100076） 王玉海

半剛性電纜校直方法的改進

■北京遙測技術研究所 （100076） 王玉海

本文設計了一種校直夾具，在車床上拉伸校直半剛性電纜，成倍地提高了零件的幾何形狀精度和合格率，有效降低了工人勞動強度，取得了良好的裝配效果。

半剛性電纜SFT50-2-1具有屏蔽性好、駐波比小及損耗低等優(yōu)點，作為某型號旋轉關節(jié)產品中關鍵件“中心導體”的原材料，廣泛應用于航天產品微波通信電路中，但是它的機械加工性能較差，尤其是在細長軸校直、小角度彎曲成形方面存在較大的困難，造成零件“中心導體”報廢率較高，返修率居高不下。

1. 零件材料概述

加工中心導體的原材料半剛性電纜SFT50-2-1由外導體、中間絕緣層、內導體3部分組成，外導體直徑f2.18mm、壁厚0.3mm，材料為紫銅管TU2；中間絕緣層直徑f1.58mm；材料為PTFE聚四氟乙烯；內導體直徑f0.5mm；材料為鍍銀銅芯線。電纜剝線尺寸如圖1所示。由于原材料直徑較小，硬度又低，稍加外力材料就會產生塑性變形。

2. 零件形狀要求

中心導體在旋轉關節(jié)中與轉子盒和定子盒的各路印制板連接，負責多通道電信號的測試與傳輸，故對零件的直線度、圓度、圓柱度等幾何形狀精度要求極高。

（1）中心導體在與導套工作時的配合精度間隙為0.010～0.015mm，導套材料為黃銅H62，其內孔由車、鉸加工成形，圓度、圓柱度、直線度都在0.01mm以內，比中心導體的幾何形狀精度高，所以兩者相配，中心導體成形后的幾何形狀缺陷就突顯出來。

（2）因受中心導體的幾何形狀制約，在與導套的配合旋轉工作時，嚴重影響微波信號傳輸，有時還會出現(xiàn)中心導體與導套研磨“抱死”現(xiàn)象，造成產品的返修。

（3）在裝配中，若將中心導體外徑修磨過多，將導致中心導體與導套配合間隙過大，部分象限路間隔離度45dB，小于設計要求的60dB，導致電信號隔離度無法滿足設計要求。

3. 傳統(tǒng)校直方法

對于半剛性電纜，傳統(tǒng)的校直工藝方法是先用手工把盤狀的原材料按工藝下料截斷為190mm（見圖2）進行粗校直；精校直時，是將中心導體放置在平板之上，用墊鐵和方箱在其上方來回滾動（見圖3），或用木榔頭反復敲擊（見圖4），使其達到校直的目的。上述校直方法屬于純手工操作，對于操作工人的技藝要求較高，所校直的中心導體幾何精度常常不能完全滿足圖樣設計要求，廢品率較高。

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

4. 改進校直方法

（1）校直夾具組成。針對半剛性電纜的結構特性，經過多次試驗，我們設計了一套校直工裝夾具，由旋轉夾頭和開口胎兩部分組成。如圖5所示。

（2）夾具校直方法。將開口胎裝夾在車床的自定心卡盤上，旋轉夾頭安裝在車床尾座的鉆夾頭上，將中心導體從開口胎中穿入，外端頭用旋轉夾頭夾緊后，再將開口胎鎖緊，起動車床，車床主軸轉速350～400r/min，搖動手輪帶動拖板和尾座向后移動，中心導體在車床尾座的拉伸和開口胎的擠壓作用下產生變形被校直，如圖6所示。

（3）校直原理分析。因中心導體的結構特點，截斷后的工藝毛料尺寸長度為190mm左右，直徑2.18mm，長徑比差值大于87∶1，因為原材料細長，所以其承受軸向拉力的能力遠遠大于徑向的受力能力，所以拉伸校直應為首選。校直時，利用機床尾座的牽拉力，中心導體在被軸向力拉伸的同時，還受到開口胎f2.18mm心孔對其的擠壓力，在二力的綜合作用下，中心導體產生快速變形，再通過機床主軸旋轉時所產生的交變載荷，使中心導體變形時所產生的應力得以迅速而均勻的釋放，又因為旋轉夾頭與機床主軸的旋轉在同一軸心，所以中心導體受到的拉伸力大小相等，方向相反，且作用于同一條中心線上，因而是中心導體被快速校直。為了避免因車床起動、停車給中心導體造成的撓性變形，特別在旋轉夾頭里設計安裝了滾動軸承使夾頭與機床主軸的旋轉同步（旋轉夾頭拆解圖見圖7），從而消除了中心導體校直后產生的二次變形問題。

（4）改進后效益分析。經改進校直工藝方法后的中心導體其直線度、圓度、圓柱度均比傳統(tǒng)校直方法的各項形狀公差值有明顯的減小，如附表所示。

工作效率大幅提高，時間由傳統(tǒng)校直方法30min/件到改進方法后的5min/件，校直方法也由純手工操作改為現(xiàn)代的半機械操作，操作工人勞動強度顯著降低，為該產品的批量生產起到了工藝保障作用。

5. 結語

經實踐證明：與傳統(tǒng)校直方法相比，校直夾具的使用極大地提高了中心導體的直線度、圓度、圓柱度等幾何形狀精度，減少了傳統(tǒng)方法對零件產生的硬性傷害，杜絕了零件與配合導套的“抱死”現(xiàn)象，提高了零件的電信號性能，合格率由原來的45%提高到100%，加工效率提高了6倍。目前，該校直方法已被納入工藝文件當中，經裝配調試的各路旋轉關節(jié)產品使用驗證完全滿足了設計要求，電信號的隔離度性能指標更加穩(wěn)定可靠，經濟效益顯著提高，已轉入批量生產。該方法能廣泛應用于其他同類細長電纜類零件的校直，具有一定的推廣交流價值。

中心導體參數(shù)表

20141112）