摘要：现代装备用电子设备的光、机、电集成化程度越来越高，对设备布线的重量、质量、体积、电磁兼容、组装和维修等方面都提出了更高的要求。线缆组件设计是装备设备互连设计的一项核心内容，它对设备整机的研制周期及可靠性有着重要的影响。本文将对装备用线缆组件产品技术进行简要分析和介绍。

关键词：线缆；组件；互连；设计；

1.绪论

随着装备的更新换代，装备用电子设备的光、机、电集成化程度越来越高，对设备布线的质量、体积、重量、电磁兼容、组装和维修等方面都提出了更高的要求，因此，在相关设备的研制过程中，线缆组件设计是一个重要环节，它对设备整机的研制周期以及可靠性有着重要的影响。

线缆组件是一组线、缆、连接器及附件的装配组合，通常由电连接器、尾部附件、电线电缆、屏蔽及外护套、其他零部件等组成，采用一定的工艺方法将其组合成一个整体，从而实现设备和设备之间、仪器和仪器之间的电流和电信号的传输。线缆组件产品经加工、整理、排列后能作为一个独立的部件进行安装或拆卸。一般情况下，设备整机的所有布线，都可以由若干个线缆组件设计组装而成，因此，线缆组件是整机设备互连系统中最基本的组成单元，也是整机线缆互连设计技术的核心。

图1 线缆组件图示

2.线缆组件的组成

线缆组件产品主要由连接器及尾部附件、电线电缆（光纤）、屏蔽及外护套、标识和其他零部件等五部分组成。

图2 线缆组件零部件图示

线缆组件设计所用光、电连接器往往需要根据客户的实际需求进行选择，选型主要包括对接方式、使用环境、传输形式、孔位定义等。常规产品如圆形J599系列、JY27系列、XCE系列、Y50系列连接器，矩形J30J、J14A、J27A、J66A系列连接器，SMA、BNC、TNC、N系列同轴连接器，J177、MK600、MK700系列模块化连接器，J599-801、J599A6、J599E8系列光纤连接器等，并根据实际安装要求适配相应的尾部附件。

线缆组件产品所用电线电缆、光纤光缆往往根据使用环境、耐温等级、载流需求、传输模式等选用适当的电线电缆、光纤光缆。常用的有55A系列、QLA系列、AF系列、同轴电缆、高速传输电缆、航空光缆、耐高压电缆、船用电缆、水密电缆等。

图3 同轴线缆图示

3.线缆组件设计一般性要求

线缆组件设计应遵循分类组装的原则，布线应成组、成束布置，敷设应整齐有序，不允许出现线束闭环的情况，走线路径应选择结构空间比较畅通的部位，以便于线束的安装及维护。

3.1电磁屏蔽要求

在现代复杂的电子应用环境中，对电磁兼容性的要求日趋提高，线缆组件产品在设计之初，就应该考虑满足电磁兼容的相关要求。通常采用屏蔽电缆或加套防波套等方式，通过工艺处理实现产品的360°屏蔽防护。

同时，线缆组件设计应充分利用设备整机各部件的结构空间来隔离各类线束，使线缆因铺设所引起的电磁耦合减小到最小程度，并防止布线与其他设备间产生干扰。

3.2 固定及防护要求

为了保护线束免于振动磨擦伤害以及剧烈振动过程中产生的过量位移，线缆组件产品应优先设计可靠的固定和支承，在这一过程中，不能让线束和连接器成为主要受力件，也不可以把线束当作永久或临时性的支撑。

线束的固定支撑可分为主支撑和辅助支撑两种，两种方式应组合使用，以防止线束的移动和滑动。线束的固定主支承优先采用专用件，如走线架、走线槽和走线管等。在没有专用件的情况下，可以选用设备骨架、布线平面等。线束的主支承之间应有适当的辅助支承，如用扎线的方法加强支承。支撑件在设计和选用时，应有合适的宽度，不宜过窄，以避免造成线束变形，支承与线束结合面应有缓冲层，如橡胶垫片等，同时，支承件应满足使用环境（如耐温度、霉菌）的要求。

线缆组件产品的防护包括机械防护、热防护、油污防护、流体防护和密封性防护等，还有特殊环境的防护，如空间环境的抗辐照等，可以通过灌封、包裹各类套管及防护材料实现。如在光缆、电缆束外加套一层外护套，以起到防油污、防腐蚀、耐磨、密封防水等效果。常用的外护套有帆布护套、胶布套管、橡胶套管、锦纶编织护套、热缩套管、波纹管等，应根据不同使用要求进行选择。

3.3敷设要求

线缆组件产品的敷设路径应尽量避免与结构锐边处接触，不得已时应采取保护措施，线缆组件的线束实体与风管、腐蚀性液体、运动部件、减震组件、发热器件等之间必须留有最小安全间隙，以防止设备运动部件对线缆造成的机械磨损和损坏。线缆组件设计应避免架空布设，安装在活动部位的或有相对运动的部件上的线缆组件在长度上应根据需要留有一定的活动余量，必要时可采用线缆槽管、拖链或其他刚性固定和保护措施。线束的弯曲半径不得小于单根导线或电缆的标称弯曲半径。线缆从连接器尾部出线后，必须要留有一定的直行长度后才能进行弯曲，严禁从根部折弯。

3.4 其它要求

相同的线缆组件设计应具备互换性，在使用寿命方面，线缆组件产品的使用期限应大于设备整机的设计使用期限。在线缆组件设计和安装中，必须要考虑到布线系统的可维修性，若线缆组件设计变更时，已安装的系统需易于拆除，新系统需便于安装，且单个线缆组件产品的更改时应只牵涉与其有关的布线和设备，而不能影响到其它系统。

4.线缆组件的设计

4.1设计平台

线缆组件设计平台包括人员、分工、硬软件的配置等。一般情况下，线缆组件在设计流程上一般先进行电路图、接线图、接线表及线缆连接表的设计，然后进行结构设计，再进行三维布线设计，其间，可能会经历多轮次的技术沟通和设计上的叠代，最后由工艺及制造部门完成线缆组件实物的制作。

在设计软件方面，主流的机械结构三维建模软件基本都具备线缆组件的设计能力，具体表现在包含专门的布线设计模块，如Pro/E的Pro/Cabling模块、CATIA软件的Electrical Harness Discipline组件、UG软件的UG/Wiring模块等，同时配有相应的接线关系设计模块，如Pro/E的布线系统设计工具RSD，可以完成电讯原理图、接线图的设计工作，可以提高软件自动布线方面的功能。

4.2设计参数及考量因素

线缆组件设计应关注于设备整机及线缆组件应用的实际情况，性能指标方面，有电压、电流等电气负载、电磁兼容性要求等；机械方面需考虑机械强度、磨损、弯曲等；使用环境需关注恶劣环境的影响，如：低气压、高温、油污、潮湿和盐雾环境等。在线缆组件设计的最初阶段，需对线缆组件安装固定的位置、附件、材料及方法等作出评估，用于对结构设计的反馈，同时需要关注可制造工艺性的要求。这些要求不仅适用于线缆组件设计、安装和使用，也适用于线缆组件的运输、加工和贮存。

5.装配工艺

与汽车、消费电子等行业所用线缆组件不同，装备用线缆组件具有多品种、小批量的特性。组装工艺多为手工装配或个别工序的半自动化装配。导线与连接器的组装大部分采用压接和焊接的方式。

各专业生产厂家都会依据相关技术标准的要求，以及通过多年的研究和总结，编制作业指导书，用于指导操作人员生产。主要可供参考的标准如下：

HB6438-2005 飞机线束加工通用技术

HB7262.3-1995 航空产品电装工艺 线束和电缆的制作

QJ 603A-2006 电缆组装件制作通用技术条件

QJ 3085-1999 坑压式压接连接通用技术要求

QJ 1722A-2014 线扎制作工艺技术要求

5.1 接触件端接

对于压接型连接器，通常需要依据相关标准或压接作业指导书要求，针对不同线规的导线和不同型号的接触件，选择对应压接钳及定位器，可以满足常规标准接触体的压接需求。对于一些大型接触件或端子，采用液压钳，钳口可以自行设计和更换，使用范围十分广泛。

图4 压接钳图示

很多连接器接触件的端接形式为焊杯形式，需要对连接器与导线进行焊接装配。针对焊接式连接器，则需要严格按照相关焊接标准的要求，采用焊接工具（如烙铁）对其进行焊接装配。

图5 温控烙铁图示

5.2 分线及尾部处理

线缆组件产品按照布线外形要求会形成分叉点，分叉点根据护套材料采用不同的装配方式，通常采用捆扎的方式，也可采用三通、分线管或模缩套等形式。

图6 分线绑扎处理图示

电连接器尾部附件可以有效地保证电连接器与电缆（包括内部导线及外护套）的可靠固定，通常使用的尾附端接方法有：直夹（屏蔽）式、记忆环式、热缩护套、钢扎带式、焊接一体式、模压式、屏蔽软管式等。

图7 尾部处理图示

6 结语

线缆组件产品是装备的神经网络，它设计的好坏是影响装备整机质量的一个重要因素，必须要加以重视。线缆组件设计体现了电气、结构和工艺的多重设计和规则，是一个综合的结果，因此，它也是一项跨部门、跨专业的工作，需要对线缆组件产品的技术点进行有效分解，各相关专业人员协同配合，发挥各自的优势，才能达到最佳的效果。本文抛砖引玉，对线缆组件设计提出了一些观点，以供读者参考、指正。

参考文献：

张锡忠. 浅谈电气互联技术[J]. 机电工程技术,2012.

刘潇龙. 基于UG NX的电子设备三维布线技术应用研究[J].机械设计与制造工程,2016.

李晓麟 . 多芯电缆装配工艺与技术 [M].北京：电子工业出版社 ,2010.