CN101733506A - 铜毛细管的焊接方法、在铜毛细管上加工凸肩的方法及其加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜毛细管的焊接方法，用于将一铜毛细管与一外径较大的外管焊接在一起，它包括如下步骤：1、在待焊接的铜毛细管上的设定位置处形成凸肩；2，铜毛细管的待焊接端部插入外管内，直至外管的端面抵到铜毛细管上的凸肩；3，对铜毛细管和外管进行焊接。本发明还涉及一种在铜毛细管上形成凸肩的方法，其主要是利用一对挤压模夹紧固定该铜毛细管的前端部，利用一对夹模夹紧固定该铜毛细管的中部，使一对挤压模向后移动并挤压铜毛细管，形成凸肩。本发明的焊接方法能够迅速、准确地定位，利用本发明的加工方法和加工设备加工得到的铜毛细管凸肩处的内径尺寸及光滑度不变，保证了流量值或压力差在加工前后一致。

Description

铜毛细管的焊接方法、在铜毛细管上加工凸肩的方法及其加工设备

技术领域

本发明涉及一种在铜毛细管焊接方法、以及在铜毛细管上成形凸肩的方法，还涉及一种在铜毛细管上加工凸肩的设备。

背景技术

铜毛细管应用于空调、冰箱、冰柜等制冷设备中，在装配时它必须与其他粗直径的外管进行焊接，可是由于两者的配合间隙较大，因此毛细管插入粗直径的外管的距离不容易精确掌控，目前常用的方法是：在毛细管上划记号，当毛细管插入粗直径的外管，并且插入的长度刚好到达该记号处进行焊接，但是由于铜毛细管与粗外管之间很难限定和固定，因此给操作上带来了非常大的困难。并且铜毛细管的直径很小，也存在焊接强度差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够迅速和准确定位的铜毛细管的焊接方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜毛细管的焊接方法，用于将一外径为Φ₁的铜毛细管与内径为Φ₄的外管焊接在一起，Φ₁＜Φ₄，它包括如下步骤：

首先，在待焊接的铜毛细管上的设定位置处形成外径为Φ₃的凸肩，且Φ₃＞Φ₄；然后，将所述的铜毛细管的待焊接端部插入所述的外管内，直至所述的外管的端面抵到所述的铜毛细管上的凸肩；最后，对所述的铜毛细管和所述的外管进行焊接。

本发明的另一目的是提供一种在铜毛细管上形成凸肩的方法，其能够在基本上不增加铜毛细管用量的前提下，在铜毛细管的特定长度的部位上加工一个凸肩。

为达到上述目的本发明采用的另一技术方案是：一种在铜毛细管上加工凸肩的方法，包括如下步骤：

一)、选取铜毛细管的管坯，并将所述的管坯加工成外径为Φ₁，内径为Φ₂的铜毛细管；

二)、将所述的铜毛细管校直后裁切成长为L₀的短管；

三)、在所述的铜毛细管的两端倒角、去毛刺、吹风；

四)、利用一对挤压模夹紧固定该铜毛细管的前端部，利用一对夹模夹紧固定该铜毛细管的中部，使所述的一对挤压模向后移动并挤压所述的铜毛细管，使所述的铜毛细管在距离前端面为L₂处形成外径为Φ₃、宽度为L₄的凸肩，其中，Φ₃＞Φ₁。

在所述的步骤四之后，得到的所述的铜毛细管的长度为L₁，所述的L₀与L₁满足关系：L₀＝L₁+nL₃，L₃＝n×L₄×1/4[2π×(Φ₃ ²-Φ₁ ²)]÷1/4[2π×(Φ₁ ²-Φ₂ ²)]，其中，L₃为经过挤压后所述的铜毛细管减少的长度，n＝1或n＝2。

优选地，在所述的步骤二之前，清洗所述的铜毛细管的内外表面。

优选地，在所述的步骤四之后，对所述的铜毛细管的外表面进行清洁。

此外，本发明的目的还在于提供一种在铜毛细管上形成凸肩的加工设备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜毛细管的加工设备包括：机架；

一对夹模，包括上夹模和下夹模，所述的下夹模固定设置在所述的机架上，所述的上夹模可升降地连接在所述的机架上；

一对挤压模，包括上挤压模和下挤压模，所述的下挤压模固定设置在一滑座上，所述的上挤压模可升降地设置在一活动支架上，所述的活动支架固定设置在所述的滑座上，所述的机架上具有一滑轨，所述的滑座滑动配合连接在所述的滑轨上；

挤压定位机构，包括固定设置在所述的机架上且行程可调的第一气缸，所述的第一气缸具有第一活塞杆，所述的第一活塞杆与所述的活动支架相活动接触；

所述的一对夹模和一对挤压模上分别开设有与待加工的铜毛细管的外径相匹配的定位槽，所述的一对挤压模的前端部设置有定位板。

优选地，所述的加工设备还包括用于穿设在待加工的铜毛细管内的芯模。

更优地，所述的一对夹模以及一对挤压模上分别可拆卸地连接有与待加工的铜毛细管相匹配的形模，所述的形模上开设有用于定位待加工的铜毛细管的定位槽。

本发明与现有技术相比具有的优点是：利用本发明的加工方法和加工设备加工得到的铜毛细管两端的外径及内径，特别是凸肩处的内径尺寸及光滑度不变，保证了铜毛细管所要求的流量值或压力差在加工前后保持一致。此外，本发明的焊接方法还具有便于操作，焊接尺寸的正确性和可靠性高，装配效率高以及焊接强度高，部件的成品率高的优点。

附图说明

附图1为利用本发明的方法所加工的铜毛细管的示意图；

附图2为本发明的加工设备的主视图；

附图3为本发明的加工设备的俯视图；

附图4为本发明的动作过程示意图一；

附图5为本发明的动作过程示意图二；

附图6为本发明的下夹模的俯视图；

附图7为本发明的下夹模的左视图；

附图8为本发明的形模的左视图；

附图9为本发明的形模的主剖视图；

其中：1、升降板；2、第二气缸；3、第三气缸；4、上夹模；5、上挤压模；6、第一气缸；7、机架；8、滑座；9、调节垫块；10、定位块；11、活动支架；12、定位板；13、第一活塞杆；14、下夹模；15、下挤压模；16、滑轨；17、形模；18、定位槽。

具体实施方式

本发明公开了一种铜毛细管的焊接方法，用于将一外径为Φ₁的铜毛细管与内径为Φ₄的外管焊接在一起，Φ₁＜Φ₄，它包括如下步骤：

首先，在待焊接的铜毛细管上的设定位置处形成外径为Φ₃的凸肩，且Φ₃＞Φ₄；然后，将所述的铜毛细管的待焊接端部插入所述的外管内，直至所述的外管的端面抵到所述的铜毛细管上的凸肩；最后，对所述的铜毛细管和所述的外管进行焊接。

采用本发明的焊接方法能够使铜毛细管插入外管后被准确限位，大大提高了焊接尺寸的正确性和可靠性，便于操作，提高生产效率，同时能够很好的保证焊接强度，提高部件的成品率。然而，凸肩的成形技术是焊接方法实施的关键：在铜毛细管加工成焊接用凸肩后，要求该铜毛细管的两端外径及内径，特别是凸肩处的内径尺寸及光滑度丝毫不能改变，铜毛细管的流量值或压力差也不能改变。为此，本发明还公开了一种在铜毛细管上加工凸肩的方法，下面结合实施例对凸肩的加工方法进行详细说明。

实施例一 要求加工2.7×1.4×370mm的铜毛细管

该规格的铜毛细管为国家标准中的高级铜毛细管；2.7代表铜毛细管的外径为2.7±0.03mm；1.4代表铜毛细管的内径1.4±0.02mm；370代表铜毛细管的长度为370^+2.0mm。该铜毛细管要与内孔Φ3mm的外管焊接，铜毛细管两端插入长度为15±1mm，设定焊接凸肩为Φ3.5^+0.4mm，凸肩宽度为L₄：2±0.5mm参见附图1所示。

其加工设备如附图2所示，主要包括：

机架7；

一对夹模，包括上夹模4和下夹模14，所述的下夹模14固定设置在所述的机架7上，所述的上夹模4通过升降板1以及第二气缸2可升降地连接在所述的机架7上；

一对挤压模，包括上挤压模5和下挤压模15，所述的下挤压模15固定设置在一滑座8上，所述的上挤压模5可升降地设置在一活动支架11上，所述的活动支架11固定设置在所述的滑座8上，所述的机架7上具有一滑轨16，所述的滑座8滑动配合连接在所述的滑轨16上；

挤压定位机构，包括固定设置在所述的机架7上且行程可调的第一气缸6，所述的第一气缸6具有第一活塞杆13，所述的第一活塞杆13与所述的活动支架11相活动接触；

所述的一对夹模和一对挤压模上分别开设有与待加工的铜毛细管的外径相匹配的定位槽18，所述的一对挤压模的前端部设置有定位板12。

定位槽18可以直接开设在所述的夹模和挤压模上。本实施例中，为提高设备加工的灵活性，所述的一对夹模以及一对挤压模上分别可拆卸地连接有与待加工的铜毛细管相匹配的形模17，定位槽18就开设在所述的形模17上。根据加工要求的不同可以选择与加工要求相匹配的形模17安装在夹模和挤压模上，如附图7和附图8所示，夹模和挤压模上开设有与形模17的外形相同的收容槽，沿收容槽的方向可以将形模与挤压模以及夹模连接在一起，然后两者再通过螺钉锁钉。

其加工过程如下：

一)、按加工高级铜毛细管的工艺，经四个道次加工得到高2.7×1.4铜毛细管；

二)、把成盘的铜毛细管放到清洗机上用清洗剂清洗铜毛细管的内孔；

三)、在校直定尺切断机上，将所述的铜毛细管校直后裁切成长为L₀的短管，考虑到经挤压后铜毛细管将产生的变形，因此裁切长度L₀＝370+nL₃；其中，L₃为铜毛细管经挤压后沿轴向缩短的距离，本实施例中铜毛细管的两端部均需要加工凸肩，所以n取2，即L₀＝370+2L₃；

根据凸肩部分的体积我们可以得到公式：S₁×L₃＝S₂×L₄，其中S₁为铜毛细管的环形横截面积，S₂为凸肩的横截面积，L₄为凸肩的宽度，将具体参数代入公式得到：

L₃＝2×1/4×2×3.1416(3.5²-2.7²)÷1/4×2×3.1416(2.7²-1.4²)＝1.86mm  因此，该毛细管总长必须增加1.86×2＝3.72mm，每支铜毛细管初裁的总长度应为370_-0 ^+3.7mm长；

四)、在末端处理机上对所述的铜毛细管的两端倒角、去毛刺、吹风；

五)、在万能测试台上测定所述的铜毛细管的流量值如下；

要求流量值	12.7±0.3L/min
		实测流量值	12.5L/min

六)、将所述的铜毛细管放入本发明的加工设备中：

(a)根据铜毛细管的外径选择与其外径相匹配的形模17。

(b)根据铜毛细管的端面距离凸肩的长度确定第一气缸6的行程。

(c)本实施例中的铜毛细管内径为1.4，为了避免其在加工过程中发生变形或者在压延时内孔堵塞，因此采用芯模压延法形成凸肩，即在铜毛细管内插入一根芯模，把芯模调整与铜毛细管同心，芯模的尺寸根据铜毛细管的内径选择。

(d)选择调整好模具后将铜毛细管放在下夹模14和下挤压模15上，使铜毛细管的前端顶住定位板12，上夹模4和上挤压模5下降并分别压紧在下夹模14和下挤压模15上，一对夹模和一对挤压模分别夹紧铜毛细管的两端，且一对夹模和一对挤压模之间相隔距离为2mm+L₃＝3.86mm；第一气缸6驱动第一活塞杆13以及滑座8向后移动L₃距离，使所述的一对挤压模向后移动并挤压所述的铜毛细管，使所述的铜毛细管在距离前端面为L₂处形成凸肩，附图2中右侧为“前”，左侧为“后”。

七)、凸肩加工完成后重新检查流量值。

加工前测出的流量值	12.5L/min
		加工后测出的流量值	12.5L/min

流量测定是在一定温度、一定大气压力和一定进口压力下毛细管通过的流量。现在测出毛细管在加工焊接凸肩前后的流量值相同，说明了该毛细管在加工前后的内孔尺寸和光洁度没有丝毫改变。

八)、对所述的毛细管的外表面进行清洁。

九)、包装入库。

实施例二 需要生产的铜毛细管尺寸为：高1.8×0.67×2600。

其中“高”代表国家标准中的高级毛细管，1.8±0.03mm代表铜毛细管的外径，0.67±0.01mm为铜毛细管的内径，2600mm为每支铜毛细管的长度。该铜毛细外管要与内径大于1.8mm小于2.5mm的外管焊接，铜毛细管插入外管的长度46_-0 ⁺¹mm，因此该铜毛细管的凸肩大小设计值为Φ2.5±0.1，厚度为2mm。

该铜毛细管的加工过程如下：

1.按加工高级铜毛细外管的工艺经五个道次将管坯加工成高1.8×0.67的毛细外管；

2.把成盘的铜毛细管放到清洗机上用清洗剂清洗毛细管内孔；

3.在校直定尺切断机上将成盘的铜毛细管切成长度为L₀的多根短管，L₀＝2600+nL₃；

L₃＝2×1/4×3.1416×2(2.5²-1.8²)÷1/4×3.1416×2(1.8²-0.67²)＝2.15mm

要求在铜毛细管的两端加工凸肩，因此，该铜毛细管每支应切成

$L_0=2600+2\×2.15={2600}_{-0}^{+4.3}\mathrm{mm}.$

4.在末端处理机上把毛细外管的两端倒角吹风。

5.在万能测试台上测定铜毛细管的压力差。

要求压力差	0.67Mpa
		实测压力差	0.67Mpa

6.在铜毛细管加工设备上成形凸肩：

(1)将铜毛细管放入下挤压模15和下夹模14的定位槽18内，开启压料气缸2、压料气缸3，将材料压紧，确保材料在挤压时无串动滑移。

(2)启动挤压气缸6，推动移动压模5，使材料在挤压模和夹模中间挤压变形。

(3)气缸回程，一对挤压模由弹簧复位，取下加工好的铜毛细管。

7.重新检查压力差：

加工前测定的压力差	0.67Mpa
		加工后测定的压力差	0.67Mpa

8.毛细管外表清洁。

9.包装入库。

Claims (8)

1.一种铜毛细管的焊接方法，用于将一外径为Φ₁的铜毛细管与内径为Φ₄的外管焊接在一起，Φ₁＜Φ₄，其特征是它包括如下步骤：

首先，在待焊接的铜毛细管上的设定位置处形成外径为Φ₃的凸肩，且Φ₃＞Φ₄；然后，将所述的铜毛细管的待焊接端部插入所述的外管内，直至所述的外管的端面抵到所述的铜毛细管上的凸肩；最后，对所述的铜毛细管和所述的外管进行焊接。

2.一种在铜毛细管上加工凸肩的方法，其特征是：它包括如下步骤一)、选取铜毛细管的管坯，并将所述的管坯加工成外径为Φ₁，内径为Φ₂的铜毛细管；

二)、将所述的铜毛细管校直后裁切成长为L₀的短管；

三)、在所述的铜毛细管的两端倒角、去毛刺、吹风；

四)、利用一对挤压模夹紧固定该铜毛细管的前端部，利用一对夹模夹紧固定该铜毛细管的中部，使所述的一对挤压模向后移动并挤压所述的铜毛细管，使所述的铜毛细管在距离前端面为L₂处形成外径为Φ₃、宽度为L₄的凸肩，其中，Φ₃＞Φ₁。

3.根据权利要求2所述的在铜毛细管上加工凸肩的方法，其特征是：在所述的步骤四之后，得到的所述的铜毛细管的长度为L₁，所述的L₀与L₁满足关系：L₀＝L₁+nL₃，L₃＝n×L₄×1/4[2π×(Φ₃ ²-Φ₁ ²)]÷1/4[2π×(Φ₁ ²-Φ₂ ²)]，其中，L₃为经过挤压后所述的铜毛细管减少的长度，n＝1或n＝2。

4.根据权利要求2所述的在铜毛细管上加工凸肩的方法，其特征是：在所述的步骤二之前，清洗所述的铜毛细管的内外表面。

5.根据权利要求2所述的在铜毛细管上加工凸肩的方法，其特征是：在所述的步骤四之后，对所述的铜毛细管的外表面进行清洁。

6.一种铜毛细管的加工设备，其特征是：它包括机架(7)；

一对夹模，包括上夹模(4)和下夹模(14)，所述的下夹模(14)固定设置在所述的机架(7)上，所述的上夹模(4)可升降地连接在所述的机架(7)上；

一对挤压模，包括上挤压模(5)和下挤压模(15)，所述的下挤压模(15)固定设置在一滑座(8)上，所述的上挤压模(5)可升降地设置在一活动支架(11)上，所述的活动支架(11)固定设置在所述的滑座(8)上，所述的机架(7)上具有一滑轨(16)，所述的滑座(8)滑动配合连接在所述的滑轨(16)上；

挤压定位机构，包括固定设置在所述的机架(7)上且行程可调的第一气缸(6)，所述的第一气缸(6)具有第一活塞杆(13)，所述的第一活塞杆(13)与所述的活动支架(11)相活动接触；

所述的一对夹模和一对挤压模上分别开设有与待加工的铜毛细管的外径相匹配的定位槽(18)，所述的一对挤压模的前端部设置有定位板(12)。

7.根据权利要求6所述的加工设备，其特征是：它还包括用于穿设在待加工的铜毛细管内的芯模。

8.根据权利要求6所述的加工设备，其特征是：所述的一对夹模以及一对挤压模上分别可拆卸地连接有与待加工的铜毛细管相匹配的形模(17)，所述的定位槽(18)开设在所述的形模(17)上。

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