CN102000755A - 内螺纹铜管变径旋锻加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内螺纹铜管的变径旋锻加工方法，采用了变径旋缩和旋辊芯子挤压的一种内螺纹铜管加工方法。该加工方法在变径旋缩的同时外带螺纹的旋辊芯子，因摩擦力作用对铜管的内壁进行挤压成型，确保了铜管管材的内表面存在连续均匀的螺纹，并且螺纹清晰，纹路可控，管材的内表面残留物极少。

Description

内螺纹铜管变径旋锻加工方法 

[技术领域]

本发明涉及金属加工技术领域，尤其是涉及一种用于制冷管路的内螺纹铜管的变径旋锻加工方法。 

[背景技术]

金属加工技术是所有涉及到金属制品的行业都必须涉及到的成型工艺技术。但是，金属制品因为其使用范围和使用条件的不同，决定了金属制品的具体加工成型工艺技术方法。空调、冰箱冷柜领域所使用的一些管路部件，大多数采用金属制品。随着国内制冷行业制造水平的不断提高，整个行业的产品质量逐年改进，相关的配套企业对产品提出了更高的要求，推动了产品的技术进步。铜管制造的新工艺不断涌现，出现了各种新型铜管，如外螺纹铜管、内直纹铜管、内外螺纹铜管、D型铜管、内螺纹铜管等。这些新型铜管大都采用铜棒通过热处理后，进入大型挤压设备(或不通过热处理直接进入挤压设备)的挤压加工成型生产方法。挤压加工生产内螺纹铜管存在以下不足： 

(1)设备投入成本高，厂房占地面积大； 

(2)后期的设备维护费用高，模具运行成本高。 

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种能够保证所加工内螺纹铜管的齿路连续成型、齿高均匀、铜管的外表面光洁度高和内表面无残留物的内螺纹铜管变径旋锻加工方法。 

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种内螺纹铜管变径旋锻加工方法，包括以下步骤： 

1)使用中空铜管为加工对象； 

2)驱动变径旋缩腔模在对中空铜管进行变径旋缩加工时，同时对中空铜管摩擦加热；

3)当摩擦区域的温度达到指定温度区域时，驱动变径旋缩腔模内的变径旋锻开合模片、旋转螺纹芯子和定芯转杆对摩擦区域的中空铜管的内壁进行旋转施压内螺纹成型加工； 

4)控制摩擦加热区域的温度偏差为±10℃。 

作为优选，步骤2)所述的变径旋缩腔模包括变径拍合卡板、变径旋锻开合模片、旋转螺纹芯子和定芯转杆；变径拍合卡板内装有变径旋锻开合模片，旋转螺纹芯子后部与定芯转杆前部固接，旋转螺纹芯子通过定芯转杆由动力输出轴带动旋转；对中空铜管进行变径旋缩加工时，变径旋锻开合模片围合在中空铜管外周，并由动力驱动旋转，旋转螺纹芯子置于中空铜管的内腔旋转作业，变径旋锻开合模片旋向与旋转螺纹芯子的旋向相反。 

作为优选，步骤3)中的所述的指定温度区域为1000℃～1030℃。 

作为优选，步骤3)中所述的的变径旋锻开合模片的表面硬度范围为45～50HRC，表面光洁度不低于2级。 

作为优选，步骤3)中所述的旋转螺纹芯子采用合金材料制成，外套采用螺纹旋升齿路成型，其表面硬度为55～57HRC，表面光洁度不低于2级；定芯转杆的前端采用过盈配合嵌入旋转摩擦芯子。 

作为优选，步骤3)中所述的定芯转杆采用合金材料制成，其表面硬度为 35～45HRC。 

作为优选，步骤4)中的所述的温度偏差为±5℃。 

本发明的有益效果是，采用摩擦加热与变径旋锻的复合加工方法，能够保证所加工的内螺纹铜管的齿路连续加工成型，齿高均匀，铜管的外表面光洁度高，内表面无残留物，其方法简便，生产效率高，加工废料少，易于推广使用。 

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是本发明内螺纹铜管变径旋锻加工方法实施例的加工示意图。 

图中，301-中空铜管，302-旋转螺纹芯子，303-定芯转杆，304-变径旋锻开合模片，305-变径拍合卡板。 

[具体实施方式]

图1表示了一种内螺纹铜管变径旋锻加工方法，包括以下步骤： 

1)使用中空铜管301作为加工对象，要比以实心铜棒为加工对象的现有技术节省原料，加工后的内螺纹铜管的管壁也比较薄。 

2)通过调整动力机构中的配比电压和输入电流的数值，在驱动变径旋缩腔模在对进行变径旋缩时，对中空铜管301进行摩擦加热使摩擦区域的温度达到990℃～1030℃，使中空铜管301的旋转螺纹加工区域达到半固熔的状态，同时中空铜管301与旋转螺纹芯子302的接触面和接触角度达到最佳的匹配点。在此过程中控制电路的输出功率过大时，中空铜管301可能会发生粘芯子现象。输出功率过小时，中空铜管301内表面旋转形成的螺纹精度差。 

3)当摩擦区域的温度达到上述指定温度区域时，驱动变径旋缩腔模内装有的变径旋锻开合模片304、旋转螺纹芯子302和定芯转杆303对摩擦区域的中空铜管301的内壁进行旋锻螺纹连续加工，旋锻螺纹加工时间仅为0.01秒/圈。 

4)通过热红外感温装置精确控制摩擦加热区域的温度，温度偏差不超过±10℃。作为最优控制，要求温度偏差达到±5℃的范围。 

为更好地应用上述方法加工内螺纹铜管，还需要做好以下几方面的工作： 

5)变径旋缩腔模包括变径拍合卡板、变径旋锻开合模片、旋转螺纹芯子和定芯转杆；变径拍合卡板内装有变径旋锻开合模片，旋转螺纹芯子后部与定芯转杆前部固接，旋转螺纹芯子通过定芯转杆由动力输出轴带动旋转；对中空铜管进行变径旋缩加工时，变径旋锻开合模片围合在中空铜管外周，并由动力驱动旋转，旋转螺纹芯子置于中空铜管的内腔旋转作业，变径旋锻开合模片旋向与旋转螺纹芯子的旋向相反。 

6)变径旋锻开合模片304经过热处理加工成型，其表面硬度应在48HRC左右，如果硬度过高，则在连续使用过程中容易脆裂，如果硬度过小，则模片的强度无法保证。另外，变径旋锻开合模片304的表面光洁度不低于2级，如果表面的光洁度过低，则铜管材的外表面容易出现划伤，同时严重缩短变径旋锻模具的使用寿命。另外，变径旋锻开合模片304的倒角在5°～10°范围内，具体的加工尺寸通过反正切函数或反余切函数计算可得， 

7)旋转螺纹芯子302用合金材料制成的，其外套采用螺纹旋升齿路成型，表面硬度为56HRC，表面光洁度不低于2级；定芯转杆303的前端采用过盈配合嵌入旋转螺纹芯子302，以保证在连续生产时旋转螺纹芯子302和定芯转杆303不发生位移或脱离现象。 

8)定芯转杆303也是采用合金材料加工成型，成型后转杆的表面硬度在35～45HRC之间，同时转杆的外径尺寸加工精度要求高。以保证转杆在连续生产时不发生扭转断裂现象。 

9)在变径旋缩腔模内所装的变径拍合卡板305为两个半圆形对合为一个圆 筒形，变径拍合卡板305的内表面设有长条弧形凸筋，用于控制变径旋锻开合模片304的运动范围。变径拍合卡板305的材质是用电渣熔融低碳中铬钼钢和碳化钨制成的合金，其光洁度要求达到2级，其长条弧形凸筋的倾斜角在0.5°～1°之间。 

本实施例是对本发明新型的说明，不是对本发明新型的限定，任何对本发明新型的简单的变换结构均属于本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用中空铜管为加工对象；

2)驱动变径旋缩腔模在对中空铜管进行变径旋缩加工时，同时对中空铜管摩擦加热；

3)当摩擦区域的温度达到指定温度区域时，驱动装在变径旋缩腔模内的变径旋锻开合模片、旋转螺纹芯子和定芯转杆对摩擦区域的中空铜管的内壁进行旋转施压内螺纹成型加工；

4)控制摩擦加热区域的温度偏差在±10℃的范围。

2.根据权利要求1所述的内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤2)所述的变径旋缩腔模包括变径拍合卡板、变径旋锻开合模片、旋转螺纹芯子和定芯转杆；变径拍合卡板内装有变径旋锻开合模片，旋转螺纹芯子后部与定芯转杆前部固接，旋转螺纹芯子通过定芯转杆由动力输出轴带动旋转；对中空铜管进行变径旋缩加工时，变径旋锻开合模片围合在中空铜管外周，并由动力驱动旋转，旋转螺纹芯子置于中空铜管的内腔旋转作业，变径旋锻开合模片旋向与旋转螺纹芯子的旋向相反。

3.根据权利要求1所述的内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤3)的所述的指定温度区域为1000℃～1030℃。

4.根据权利要求1所述的内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤3)所述的变径旋锻开合模片的表面硬度范围为45～50HRC，表面光洁度不低于2级。

5.根据权利要求1所述的内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤3)所述的旋转螺纹芯子采用合金材料制成，外套采用螺纹旋升齿路成型，其表面硬度为55～57HRC，表面光洁度不低于2级；定芯转杆的前端采用过盈配合嵌入旋转摩擦芯子。

6.根据权利要求1所述的内螺纹铜管的变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤3)所述的定芯转杆采用合金材料制成，其表面硬度为35～45HRC。

7.根据权利要求1所述的内螺纹铜管变径旋锻加工方法，其特征在于，步骤4)的所述的温度偏差为±5℃。

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