一種外翅片管的製造方法和加工設備的製作方法
2023-05-05 15:01:56
專利名稱：一種外翅片管的製造方法和加工設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶翼片的管的加工方法及裝置。
背景技術：
強化傳熱與節能技術在化工、石油、煉油及動力等部門中一個重要的研究環節，而採用性能優良的傳熱元件來達到強化傳熱與節能的目的是現在生產部門的重要研究方向。換熱管是管殼式換熱器的關鍵傳熱元件。隨著工業技術的日益進步，人們對換熱管的換熱效率也提出了越來越高的要求，第三代換熱管為三維粗糙元或三維翅片。銅管重量較輕，導熱性能好，低溫強度高，且具備質地堅硬、耐腐蝕、耐高溫和耐高壓的特性，因此銅管常用於製造換熱設備。三維整體高翅片強化換熱管性能優越，但受刨削技術缺陷所決定，該技術所製備的三維整體高翅片質量差、容易脫落
發明內容
·本發明的發明目的在於提供一種三維整體高翅片質量好、不容易脫落的外翅片管的製造方法和加工設備。本發明的外翅片管的製造方法是這樣實現的，將外表面帶有螺紋翼片的金屬管的頭部固定在由轉動動力帶動轉動的工具機主軸卡盤上，金屬管的尾部固定在尾座的轉動卡盤上，轉動動力通過卡盤帶動金屬管轉動，採用滾壓一犁切一擠壓方式通過設置在能軸向移動的帶有徑向推動動力的基座上的犁切-擠壓刀具按設定深度對轉動著的金屬管外表面的螺紋翼片進行徑向滾壓一犁切一擠壓，對金屬管每完成一圈的加工，犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下離開金屬管，同時，基座軸向移動一設定距離，犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管進行下一輪滾壓一犁切一擠壓，這樣，就將金屬管的螺紋翼片犁切加工成呈數根粗壯且高的翼片。採用滾壓一犁切一擠壓技術，隨著刀具的進給，當遇到凸邊時，刀具頂刃把凸物切開，分成左右兩部分，然後刀具的側面把切開的金屬擠壓到兩邊，使原來不規則的表面按刀具擠壓面形狀和運動軌跡產生塑性變形，從而將銅管外表面的螺紋翅分切成均勻分布的數根粗壯且高的翅片。這裡，犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管的同時，採用由徑向推動動力帶動的支撐滾輪靠在與犁切-擠壓刀具對應的金屬管的背面，這樣，滾壓一犁切一擠壓時，金屬管就不會受壓而彎曲，保證了加工的順利進行。為了防止滾壓一犁切一擠壓時，金屬管在受理情況下徑向塌陷，金屬管內穿接有具有足夠硬度的金屬管或者棒。本發明的外翅片管的加工設備是這樣實現的，包括工具機體、設置工具機體頭部基座的電動轉動的主軸氣動卡盤、設置在工具機體上的軸向移動機構、設置在工具機體尾部尾座的轉動的氣動卡盤、設置在軸向移動機構上的犁切一擠壓機頭，犁切一擠壓機頭包括徑向前後動力移動機構、設置在徑向前後動力移動機構上的進刀架、設置在進刀架上的犁切一擠壓刀具。工作時，將外表面帶有螺紋翼片的銅管的兩端分別固定在電動轉動的主軸氣動卡盤和轉動的氣動卡盤上，啟動電動轉動的主軸氣動卡盤，銅管轉動，然後，啟動徑向前後動力移動機構，使犁切一擠壓刀具依照設定的切入深度對銅管上的螺紋翼片進行徑向犁切，對銅管的螺紋翼片犁切一圈後，啟動徑向前後動力移動機構使犁切一擠壓刀具後退，軸向移動機構動作，帶動犁切一擠壓機頭步進一設定距離，然後進行下一輪圓周犁切，這樣，將銅管外表面的螺紋翼片犁切成數根粗壯且高的翼片。為了實現自動加工，設置有微電腦控制裝置，在工具機體頭部基座、工具機體尾部尾座分別設置有端頭限位開關、尾端限位開關，端頭限位開關的電信號輸出、尾端限位開關電信號輸出分別與微電腦控制裝置的電信號輸入相連，微電腦控制裝置的控制電信號輸出分別與電動轉動的主軸氣動卡盤的控制電信號輸入、軸向移動機構的控制電信號輸入、犁切一擠壓機頭的徑向前後動力移動機構的控制電信號輸入相連。這裡，為了在滾壓一犁切一擠壓時，金屬管不會受壓而彎曲，在與犁切一擠壓機頭徑向相對的軸向移動機構上設置有跟刀架，跟刀架包括徑向前後動力移動機構、設置在徑·向前後動力移動機構上的託架、設置託架上的滾輪，微電腦控制裝置的控制電信號輸出與·跟刀架的徑向前後動力移動機構的控制電信號輸入相連。工作時，隨著徑向前後動力移動機構帶動犁切一擠壓刀具依照設定的切入深度切入銅管上的螺紋翼片中，託架也在其徑向前後動力移動機構帶動下，靠向銅管，並使託架上的滾輪託著銅管，這樣，在跟刀架的承託下，在滾壓一犁切一擠壓時，金屬管不會受壓而彎曲，保證了加工的順利進行。進刀架包括機柱、滑動設置在機柱上端的帶有頂圓柱的刀固定座、設置在機柱上的進刀量調節機構，進刀量調節機構包括設置在機柱上的螺紋孔槽、螺紋設置孔槽內的帶錐頭絲槓，絲槓上設置有刻度盤和進刀量的調節旋鈕，錐頭靠在頂圓柱的端面，犁切一擠壓刀具固定在刀固定座上。工作時，旋動調節旋鈕，通過錐頭推動頂圓柱來調節刀固定座進給量，進而調節犁切一擠壓刀具的滾壓一犁切一擠壓的深度。本發明與已有技術相比，具有三維整體高翅片質量好、不容易脫落的優點。
圖I為本發明的結構示意 圖2為進刀架的結構示意 圖3為犁切一擠壓刀具的外形 圖4為滾壓一犁切一擠壓的原理 圖5為電路控制圖。
具體實施例方式 現結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述
如圖1、4所示，本發明的外翅片管的製造方法是這樣實現的，將外表面帶有螺紋翼片的金屬管(銅管)17的頭部固定在由轉動動力帶動轉動的工具機主軸卡盤上，金屬管的尾部固定在尾座的轉動卡盤上，轉動動力通過卡盤帶動金屬管轉動，採用滾壓一犁切一擠壓方式通過設置在能軸向移動的帶有徑向推動動力的基座上的犁切-擠壓刀具8按設定深度對轉動著的金屬管外表面的螺紋翼片進行徑向滾壓一犁切一擠壓，對金屬管每完成一圈的加工，犁切-擠壓刀具8在徑向推動動力的帶動下離開金屬管，同時，基座軸向移動一設定距離，犁切-擠壓刀具8在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管進行下一輪滾壓一犁切一擠壓，這樣，就將金屬管的螺紋翼片犁切加工成呈數根粗壯且高的翼片18。
犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管的同時，採用由徑向推動動力帶動的支撐滾輪靠在與犁切-擠壓刀具對應的金屬管的背面
金屬管內穿接有具有足夠硬度的金屬管或者棒。如圖I所示，本發明的外翅片管的加工設備是這樣實現的，包括工具機體I、設置工具機體I頭部基座Ia的用於固定外表面帶有螺紋翼片的銅管17頭部的電動轉動的主軸氣動卡盤2、設置在工具機體I上的軸向移動機構3、設置在工具機體I尾部尾座Ib的用於固定外表面帶有螺紋翼片的銅管17尾部的轉動的氣動卡盤4、設置在軸向移動機構3上的犁切一擠壓機頭5，軸向移動機構3包括軸向移動動力3a、連接在軸向移動動力3a的動力輸出絲杆上的滑動基座3b，犁切一擠壓機頭5包括設置在滑動基座3b上的氣動式的徑向前後動力移動機構6、設置在徑向前後動力移動機構6上的進刀架7、設置在進刀架7上的犁切一擠壓刀具8。電動轉動的主軸氣動卡盤2包括由工具機主機帶動的傳動機構2a、由傳動機構2a帶動轉動的且轉動設置在頭部基座Ia上的卡盤座2b、設置在卡盤座2b上的由氣動裝置2c帶動開合的用於抓緊外表面帶有螺紋翼片的銅管17頭部的的爪2d。轉動的氣動卡盤4包 括轉動設置在尾部尾座Ib上的卡盤座4a、設置在卡盤座4a上的由氣動裝置4b帶動開合的用於抓緊外表面帶有螺紋翼片的銅管17尾部的的爪4c。如圖5所示，設置有微電腦控制裝置9，在工具機體I頭部基座la、工具機體I尾部尾座Ib分別設置有端頭限位開關10、尾端限位開關11，端頭限位開關10的電信號輸出、尾端限位開關11電信號輸出分別與微電腦控制裝置9的電信號輸入相連，微電腦控制裝置9的控制電信號輸出分別與軸向移動機構3的控制電信號輸入(軸向移動機構3的電動動力的控制電信號輸入)、犁切一擠壓機頭5的徑向前後動力移動機構6的控制電信號輸入(徑向前後動力移動機構6的氣缸的氣源輸出控制部分的控制電信號輸入)、工具機主機的控制電信號輸入相連。如圖I所示，在與犁切一擠壓機頭5徑向相對的軸向移動機構3的滑動基座3b上設置有跟刀架12，跟刀架12包括氣動式徑向前後動力移動機構13、設置在徑向前後動力移動機構13上的託架14、設置託架14上的滾輪15，微電腦控制裝置9的控制電信號輸出與跟刀架12的徑向前後動力移動機構13的控制電信號輸入(徑向前後動力移動機構13的氣缸的氣源輸出控制部分的控制電信號輸入)相連。託架14呈豎向放置的圓弧形，滾輪15有兩個，分別設置在呈豎向放置的圓弧形的託架14的內側上部和下部。這樣，兩個滾輪15連同犁切一擠壓刀具8 —起，形成一穩定的三角形設置。如圖2所示,進刀架7包括機柱7a、滑動設置在機柱7a上端的帶有頂圓柱7b的刀固定座7c、設置在機柱7b上的進刀量調節機構16，進刀量調節機構16包括設置在機柱7b上的螺紋孔槽16a、螺紋設置孔槽16a內的帶錐頭16b絲槓16c，絲槓16c上設置有刻度盤和進刀量的調節旋鈕16d，錐頭16b靠在頂圓柱7b的端面，犁切一擠壓刀具8固定在刀固定座7c上。
權利要求
1.一種外翅片管的製造方法，其特徵在於將外表面帶有螺紋翼片的金屬管的頭部固定在由轉動動力帶動轉動的工具機主軸卡盤上，金屬管的尾部固定在尾座的轉動卡盤上，轉動動力通過卡盤帶動金屬管轉動，採用滾壓一犁切一擠壓方式通過設置在能軸向移動的帶有徑向推動動力的基座上的犁切-擠壓刀具按設定深度對轉動著的金屬管外表面的螺紋翼片進行徑向滾壓一犁切一擠壓，對金屬管每完成一圈的加工，犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下離開金屬管，同時，基座軸向移動一設定距離，犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管進行下一輪滾壓一犁切一擠壓，這樣，就將金屬管的螺紋翼片犁切加工成呈數根粗壯且高的翼片。
2.採用滾壓一犁切一擠壓技術，隨著刀具的進給，當遇到凸邊時，刀具頂刃把凸物切開，分成左右兩部分，然後刀具的側面把切開的金屬擠壓到兩邊，使原來不規則的表面按刀具擠壓面形狀和運動軌跡產生塑性變形，從而將銅管外表面的螺紋翅分切成均勻分布的數根粗壯且高的翅片。
3.根據權利要求I所述的外翅片管的製造方法，，其特徵在於犁切-擠壓刀具在徑向推動動力的帶動下按照設定深度靠向金屬管的同時，採用由徑向推動動力帶動的支撐滾輪靠在與犁切-擠壓刀具對應的金屬管的背面。
4.根據權利要求I或2所述的外翅片管的製造方法，，其特徵在於金屬管內穿接有具有足夠硬度的金屬管或者棒。
5.一種外翅片管的加工設備，其特徵在於包括工具機體、設置工具機體頭部基座的電動轉動的主軸氣動卡盤、設置在工具機體上的軸向移動機構、設置在工具機體尾部尾座的轉動的氣動卡盤、設置在軸向移動機構上的犁切一擠壓機頭，犁切一擠壓機頭包括徑向前後動力移動機構、設置在徑向前後動力移動機構上的進刀架、設置在進刀架上的犁切一擠壓刀具。
6.根據權利要求4所述的外翅片管的加工設備，其特徵在於設置有微電腦控制裝置，在工具機體頭部基座、工具機體尾部尾座分別設置有端頭限位開關、尾端限位開關，端頭限位開關的電信號輸出、尾端限位開關電信號輸出分別與微電腦控制裝置的電信號輸入相連，微電腦控制裝置的控制電信號輸出分別與電動轉動的主軸氣動卡盤的控制電信號輸入、軸向移動機構的控制電信號輸入、犁切一擠壓機頭的徑向前後動力移動機構的控制電信號輸入相連。
7.根據權利要求5所述的外翅片管的加工設備，其特徵在於在與犁切一擠壓機頭徑向相對的軸向移動機構上設置有跟刀架，跟刀架包括徑向前後動力移動機構、設置在徑向前後動力移動機構上的託架、設置託架上的滾輪，微電腦控制裝置的控制電信號輸出與跟刀架的徑向前後動力移動機構的控制電信號輸入相連。
8.根據權利要求4或5或6所述的外翅片管的加工設備，其特徵在於進刀架包括機柱、滑動設置在機柱上端的帶有頂圓柱的刀固定座、設置在機柱上的進刀量調節機構，進刀量調節機構包括設置在機柱上的螺紋孔槽、螺紋設置孔槽內的帶錐頭絲槓，絲槓上設置有刻度盤和進刀量的調節旋鈕，錐頭靠在頂圓柱的端面，犁切一擠壓刀具固定在刀固定座上。
全文摘要
一種外翅片管的製造方法和加工設備，其特徵在於包括工具機體、設置工具機體頭部基座的電動轉動的主軸氣動卡盤、設置在工具機體上的軸向移動機構、設置在工具機體尾部尾座的轉動的氣動卡盤、設置在軸向移動機構上的犁切—擠壓機頭，犁切—擠壓機頭包括徑向前後動力移動機構、設置在徑向前後動力移動機構上的進刀架、設置在進刀架上的犁切—擠壓刀具。本發明與已有技術相比，具有具有三維整體高翅片質量好、不容易脫落的優點。
文檔編號B21C37/22GK102921765SQ20121041277
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者湯勇, 黃俊初, 張輔乾, 任建輝, 劉剛, 李言軍, 蔡蓮蓮, 吳炳權, 羅文杰, 繆利梅 申請人:佛山神威熱交換器有限公司