浅谈预制分支电缆连接体制作及组合模具设计

浅谈预制分支电缆连接体制作及组合模具设计摘要：针对分支电缆注塑模具设计中电缆规格多，干线电缆与支线电缆任意搭配给生产厂家注塑模具的制造带来了一定的困难，提出了采用组合模具，以减少模具的制做及镶件的制作，实践证明，对简化工艺，方便管理，降低成本有一定意义。本文面向分支电缆制造部门，介绍了分支连接体的制做及注塑模具设计的思路，以利于分支电缆产品的推广。关键词：预制分支电缆；连接体制做；模具设计一、引言 在众多的电缆使用场合中，主电缆和分路支线电缆的接头处理，已成为供配电网线路施工中的突出问题。传统的接线方法是在施工现场，这种方法操作起来不仅难度大、技术要求高，而且操作时间长非常繁琐，而且现场施工费用大，同时还存在导体接触电阻大、绝缘强度难以保证，可靠性、一致性差等一系列问题。预制分支电缆是工厂按照电缆用户的要求，按主、分支电缆型号、规格、截面、长度及分支位置等指标，在专用生产设备上，将主、分支电缆联接在一起的带分支电缆。预制分支电缆因大部分工作都在工厂中预制，可以保证质量和大大缩短现场工期，分支接头和上端支承头部分均以高聚物材料在工厂中模压而成，因此气密防水性能好，适用于潮湿地区。这种预制分支电缆具有供电可靠，安装简单、环境要求低，可显著降低配电成本等特点，因此在国内外得到了建筑行业的青睐。而且已扩展到公路、桥梁、隧道照明等其他领域，并向阻燃、耐火、无卤低烟等方面发展，分支电缆的快速发展，无疑给线缆行业带来了巨大的商机。预制分支电缆是由电缆本体、分支连接和起吊夹具三部分组成，分支电缆与传统电缆不同之处在于分支连接体的制做，它是在专业化工厂的生产流水线上，用专业的生产设备和各种专用模具进行生产和制作。将制作完成后的分支接头联接处和主干电缆、分支电缆原有的外护套层，有效的粘结成一个整体，使其具有接触电阻小，接头短路强度大，机械防护和密封防潮作用，并具有优良的耐腐蚀性等优点。二、分支连接体制作 从制造角度来讲，主、分支电缆的生产技术是成熟的，其关键技术就是如何保证预制分支电缆的接头质量。接头质量的好坏，很大程度地取决于电缆产品连接体的设计，如冷压模具、注塑模具的设计以及制造工艺等方面。分支接头使用的线卡（或称连接管、C型线夹）、配套压模和压缩率，及注塑成型应为分支电缆制造的关键。 干线导体与支线导体压接采用专用的C型铜线夹，用的液压钳通过冷压使其连接，在压接过程中选用C型线夹要根据干线和支线导体截面之和进行选择，一般可按线夹对应的压接截面来选取，压接C型线夹的压接钳，有专门配套的压接钳及模具，在支线与干线压接时,压接变形并不是越大越好，冷压变形太大，容易损伤电缆导体，并使支线导体在压接处强度降低，支线导体电阻增加，压缩连接时不应减小主干和分支电缆导体原有的实际截面。采用冷压模具和C型铜线夹接续干线与支线时,C型线夹不得出现龟裂,飞翅等缺陷；生产厂家可通过选择合适的C型铜线夹及压接模具并结合经验来保证接续的质量。三、组合注塑模具设计思路 根据市场反馈的用户信息表明，分支电缆根据不同的场所选型亦有所不同，铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（YJV）、铝芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（YJLV）、铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（VLV）、铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（VV）、耐火型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（NH-YJV）、耐火型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆（NH-VV）等型号电缆的订货较为频繁。而且随着人们对安全意识的提高有不少用户选择使用无卤低烟阻燃系列的产品，由于电缆规格系列多，外径均不相同，分支电缆注塑模具为保证注塑时型腔内具有一定的注塑压力，要求模具与电缆的结构尺寸配合的很好才可得以实现，如果电缆外径较模具设计孔过大，注塑合模时会把电缆外护套压坏，如果电缆外径较模具设计孔过小，注塑时会因为模具与电缆之间间隙过大发生漏胶、及注塑压力无法保证，造成注塑件表面不理想内部有气泡等影响产品质量的缺陷，这就要求注塑模具的孔径与主线电缆和支线电缆很好的配合，才能保证分支接头的质量，这就给一些分支电缆生产厂家造成了一定的困难，例如仅YJV系列25630mm2就有13个规格，六个系列78个规格，而且每个系列的干线电缆与支线电缆有很多种的组合，如果分支电缆每个规格都与之进行注塑模具配套，势必造成注塑模具成本增加，（每付注塑模具价格约在1500025000之间），而且大量注塑模具使操作变得非常烦琐，为此，我厂在开发此产品过程中，模具设计采用组合式模具，所谓组合模具就是采用镶件在模具内组装的模具，分支体注塑模具型腔由腔体和六块镶件组成(见下图)，我们把注塑模具分为六个系列，生产干线电缆规格为16、25、35的分支电缆共用01号模具；生产干线电缆规格为50、70、95的分支电缆共用02号模具；生产干线电缆规格为120、150的分支电缆共用03号模具；生产干线电缆规格为185、240的分支电缆共用04号模具；生产干线电缆规格为300、400的分支电缆共用05号模具、生产干线电缆规格为500、630的分支电缆共用06号模具，同一个型腔如换规格时，只要更换干线电缆镶件即可，如要更换支线电缆，只需更换支线镶件，通过采用组合模具，方便了操作，并减少了模具的数量。注：分为六套注塑模具，是基于我厂采用的是500克注塑设备，模具设计时，要考虑到当一付模具用于支线与干线最小时，要保证最大注塑量应不小于型腔内剩余的空隙。 虽然采用组合注塑模具，大大减少了模具的数量，分支电缆订货时主线与支线有可能是任意组合的，这就造成要加工镶件的数量非常多，我们在设计时主要从以下几个步骤进行了设计：1、我们把YJV、YJLV、VV、VLV、NH-VV、NH-YJV六个系列的电缆进行汇总，并根据外径进行排序，把外径相近的电缆进行统一，例如：NH-YJV 25mm2护套后外径为12.3mm 、VV 35mm2护套后外径为12.5mm 、NH-VV 25mm2护套后外径为12.7mm，在工艺上我们把这三个规格的外径统一为12.7mm，这三个规格在加工模具镶块时只须加工一组即可。2、01号模具与02号模具共用模具镶件(镶件的外形尺寸一致，主电缆镶件与支电缆镶件可以在两付模具之互换)；03号模具与04号模具共用模具镶件； 05号模具与06号模具共用模具镶件。 通过以上两个步骤，使我们模具镶件减少了近三分之二，大大降低了模具的制作成本,并方便了模具的管理。四、模具型腔设计 分支电缆接头的制做一般采用立式注塑机操作起来较为方便，注塑模具的的制做可在专业的模具厂家进行加工，模架采用标准模架，分支接头的型腔设计主要应遵循以下几条原则： 1.同一型腔当用于外径最大的干线电缆与支线电缆时，注塑分支体的最小绝缘厚度要不小于干线电缆绝缘与护套之和。 2.同一型腔当用于外径最小的干线电缆与支线电缆时,注塑分支体所用的一次注塑量要小于注塑机最大注量的90%，否则会出现一次注塑充不满型腔，注塑压力和保压压力低的情况，将会直接影响制品的质量；一次注塑量的计算可根据干线电缆和支电缆及其C型线夹的体积进行计算。3. 注塑连接体所采用的注塑PVC具有一定的腐蚀性，模架可采用50钢，注塑模型芯及镶件所采用的材料要选择耐热耐腐蚀性好,变形小的材料,如耐热不锈钢4Cr13材料，以延长模具的使用寿命。四、结束语 随着我国西部大开发战略的实施，西部的建设步伐越来越快，基础建设和城镇建设对分支电缆的需求将越来越多，组合模具在生产中的运用，为我厂生产预制分支电缆在降低成本，简化管理上奠定了基础。预制分支电缆经国家电线电缆检测中心检测，各项性能指标均满足标准要求，预制分支电缆投放市场后，经乌鲁木齐金谷大厦、四川科学城、珠海华发新城等单位使用，受到使用部门一致好评。