CN102921765B - 一种外翅片管的制造方法和加工设备 - Google Patents

Abstract

一种外翅片管的制造方法和加工设备，其特征在于包括机床体、设置机床体头部基座的电动转动的主轴气动卡盘、设置在机床体上的轴向移动机构、设置在机床体尾部尾座的转动的气动卡盘、设置在轴向移动机构上的犁切—挤压机头，犁切—挤压机头包括径向前后动力移动机构、设置在径向前后动力移动机构上的进刀架、设置在进刀架上的犁切—挤压刀具。本发明与已有技术相比，具有三维整体高翅片质量好、不容易脱落的优点。

Description

一种外翅片管的制造方法和加工设备

技术领域

本发明涉及一种带翼片的管的加工方法及装置。

背景技术

强化传热与节能技术在化工、石油、炼油及动力等部门中一个重要的研究环节，而采用性能优良的传热元件来达到强化传热与节能的目的是现在生产部门的重要研究方向。换热管是管壳式换热器的关键传热元件。随着工业技术的日益进步，人们对换热管的换热效率也提出了越来越高的要求，第三代换热管为三维粗糙元或三维翅片。铜管重量较轻，导热性能好，低温强度高，且具备质地坚硬、耐腐蚀、耐高温和耐高压的特性，因此铜管常用于制造换热设备。三维整体高翅片强化换热管性能优越，但受刨削技术缺陷所决定，该技术所制备的三维整体高翅片质量差、容易脱落。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种三维整体高翅片质量好、不容易脱落的外翅片管的制造方法和加工设备。

本发明的外翅片管的制造方法是这样实现的，将外表面带有螺纹翼片的金属管的头部固定在由转动动力带动转动的机床主轴卡盘上，金属管的尾部固定在尾座的转动卡盘上，转动动力通过卡盘带动金属管转动，采用滚压一犁切—挤压方式通过设置在能轴向移动的带有径向推动动力的基座上的犁切-挤压刀具按设定深度对转动着的金属管外表面的螺纹翼片进行径向滚压一犁切—挤压，对金属管每完成一圈的加工，犁切-挤压刀具在径向推动动力的带动下离开金属管，同时，基座轴向移动一设定距离，犁切-挤压刀具在径向推动动力的带动下按照设定深度靠向金属管进行下一轮滚压一犁切—挤压，这样，就将金属管的螺纹翼片犁切加工成呈数根粗壮且高的翼片。采用滚压一犁切—挤压技术，随着刀具的进给，当遇到凸边时，刀具顶刃把凸物切开，分成左右两部分，然后刀具的侧面把切开的金属挤压到两边，使原来不规则的表面按刀具挤压面形状和运动轨迹产生塑性变形，从而将铜管外表面的螺纹翅分切成均匀分布的数根粗壮且高的翅片。

这里，犁切-挤压刀具在径向推动动力的带动下按照设定深度靠向金属管的同时，采用由径向推动动力带动的支撑滚轮靠在与犁切-挤压刀具对应的金属管的背面，这样，滚压一犁切—挤压时，金属管就不会受压而弯曲，保证了加工的顺利进行。

为了防止滚压一犁切—挤压时，金属管在受理情况下径向塌陷，金属管内穿接有具有足够硬度的金属管或者棒。

本发明的外翅片管的加工设备是这样实现的，包括机床体、设置机床体头部基座的电动转动的主轴气动卡盘、设置在机床体上的轴向移动机构、设置在机床体尾部尾座的转动的气动卡盘、设置在轴向移动机构上的犁切—挤压机头，犁切—挤压机头包括径向前后动力移动机构、设置在径向前后动力移动机构上的进刀架、设置在进刀架上的犁切—挤压刀具。工作时，将外表面带有螺纹翼片的铜管的两端分别固定在电动转动的主轴气动卡盘和转动的气动卡盘上，启动电动转动的主轴气动卡盘，铜管转动，然后，启动径向前后动力移动机构，使犁切—挤压刀具依照设定的切入深度对铜管上的螺纹翼片进行径向犁切，对铜管的螺纹翼片犁切一圈后，启动径向前后动力移动机构使犁切—挤压刀具后退，轴向移动机构动作，带动犁切—挤压机头步进一设定距离，然后进行下一轮圆周犁切，这样，将铜管外表面的螺纹翼片犁切成数根粗壮且高的翼片。

为了实现自动加工，设置有微电脑控制装置，在机床体头部基座、机床体尾部尾座分别设置有端头限位开关、尾端限位开关，端头限位开关的电信号输出、尾端限位开关电信号输出分别与微电脑控制装置的电信号输入相连，微电脑控制装置的控制电信号输出分别与电动转动的主轴气动卡盘的控制电信号输入、轴向移动机构的控制电信号输入、犁切—挤压机头的径向前后动力移动机构的控制电信号输入相连。

这里，为了在滚压一犁切—挤压时，金属管不会受压而弯曲，在与犁切—挤压机头径向相对的轴向移动机构上设置有跟刀架，跟刀架包括径向前后动力移动机构、设置在径向前后动力移动机构上的托架、设置托架上的滚轮，微电脑控制装置的控制电信号输出与跟刀架的径向前后动力移动机构的控制电信号输入相连。工作时，随着径向前后动力移动机构带动犁切—挤压刀具依照设定的切入深度切入铜管上的螺纹翼片中，托架也在其径向前后动力移动机构带动下，靠向铜管，并使托架上的滚轮托着铜管，这样，在跟刀架的承托下，在滚压一犁切—挤压时，金属管不会受压而弯曲，保证了加工的顺利进行。

进刀架包括机柱、滑动设置在机柱上端的带有顶圆柱的刀固定座、设置在机柱上的进刀量调节机构，进刀量调节机构包括设置在机柱上的螺纹孔槽、螺纹设置孔槽内的带锥头丝杠，丝杠上设置有刻度盘和进刀量的调节旋钮，锥头靠在顶圆柱的端面，犁切—挤压刀具固定在刀固定座上。工作时，旋动调节旋钮，通过锥头推动顶圆柱来调节刀固定座进给量，进而调节犁切—挤压刀具的滚压一犁切—挤压的深度。

 本发明与已有技术相比，具有三维整体高翅片质量好、不容易脱落的优点。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为进刀架的结构示意图；

图3为犁切—挤压刀具的外形图；

图4为滚压一犁切—挤压的原理图；

图5为电路控制图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：

如图1、4所示，本发明的外翅片管的制造方法是这样实现的，将外表面带有螺纹翼片的金属管(铜管)17的头部固定在由转动动力带动转动的机床主轴卡盘上，金属管的尾部固定在尾座的转动卡盘上，转动动力通过卡盘带动金属管转动，采用滚压一犁切—挤压方式通过设置在能轴向移动的带有径向推动动力的基座上的犁切-挤压刀具8按设定深度对转动着的金属管外表面的螺纹翼片进行径向滚压一犁切—挤压，对金属管每完成一圈的加工，犁切-挤压刀具8在径向推动动力的带动下离开金属管，同时，基座轴向移动一设定距离，犁切-挤压刀具8在径向推动动力的带动下按照设定深度靠向金属管进行下一轮滚压一犁切—挤压，这样，就将金属管的螺纹翼片犁切加工成呈数根粗壮且高的翼片18。

犁切-挤压刀具在径向推动动力的带动下按照设定深度靠向金属管的同时，采用由径向推动动力带动的支撑滚轮靠在与犁切-挤压刀具对应的金属管的背面

金属管内穿接有具有足够硬度的金属管或者棒。

如图1所示，本发明的外翅片管的加工设备是这样实现的，包括机床体1、设置机床体1头部基座1a的用于固定外表面带有螺纹翼片的铜管17头部的电动转动的主轴气动卡盘2、设置在机床体1上的轴向移动机构3、设置在机床体1尾部尾座1b的用于固定外表面带有螺纹翼片的铜管17尾部的转动的气动卡盘4、设置在轴向移动机构3上的犁切—挤压机头5，轴向移动机构3包括轴向移动动力3a、连接在轴向移动动力3a的动力输出丝杆上的滑动基座3b，犁切—挤压机头5包括设置在滑动基座3b上的气动式的径向前后动力移动机构6、设置在径向前后动力移动机构6上的进刀架7、设置在进刀架7上的犁切—挤压刀具8。电动转动的主轴气动卡盘2包括由机床主机带动的传动机构2a、由传动机构2a带动转动的且转动设置在头部基座1a上的卡盘座2b、设置在卡盘座2b上的由气动装置2c带动开合的用于抓紧外表面带有螺纹翼片的铜管17头部的的爪2d。转动的气动卡盘4包括转动设置在尾部尾座1b上的卡盘座4a、设置在卡盘座4a上的由气动装置4b带动开合的用于抓紧外表面带有螺纹翼片的铜管17尾部的的爪4c。

如图5所示，设置有微电脑控制装置9，在机床体1头部基座1a、机床体1尾部尾座1b分别设置有端头限位开关10、尾端限位开关11，端头限位开关10的电信号输出、尾端限位开关11电信号输出分别与微电脑控制装置9的电信号输入相连，微电脑控制装置9的控制电信号输出分别与轴向移动机构3的控制电信号输入（轴向移动机构3的电动动力的控制电信号输入）、犁切—挤压机头5的径向前后动力移动机构6的控制电信号输入（径向前后动力移动机构6的气缸的气源输出控制部分的控制电信号输入）、机床主机的控制电信号输入相连。

如图1所示，在与犁切—挤压机头5径向相对的轴向移动机构3的滑动基座3b上设置有跟刀架12，跟刀架12包括气动式径向前后动力移动机构13、设置在径向前后动力移动机构13上的托架14、设置托架14上的滚轮15，微电脑控制装置9的控制电信号输出与跟刀架12的径向前后动力移动机构13的控制电信号输入（径向前后动力移动机构13的气缸的气源输出控制部分的控制电信号输入）相连。托架14呈竖向放置的圆弧形，滚轮15有两个，分别设置在呈竖向放置的圆弧形的托架14的内侧上部和下部。这样，两个滚轮15连同犁切—挤压刀具8一起，形成一稳定的三角形设置。

如图2所示，进刀架7包括机柱7a、滑动设置在机柱7a上端的带有顶圆柱7b的刀固定座7c、设置在机柱7b上的进刀量调节机构16，进刀量调节机构16包括设置在机柱7b上的螺纹孔槽16a、螺纹设置孔槽16a内的带锥头16b丝杠16c，丝杠16c上设置有刻度盘和进刀量的调节旋钮16d，锥头16b靠在顶圆柱7b的端面，犁切—挤压刀具8固定在刀固定座7c上。

Claims (1)

1.一种外翅片管的加工设备，其特征在于包括机床体、设置机床体头部基座的电动转动的主轴气动卡盘、设置在机床体上的轴向移动机构、设置在机床体尾部尾座的转动的气动卡盘、设置在轴向移动机构上的犁切—挤压机头，犁切—挤压机头包括径向前后动力移动机构、设置在径向前后动力移动机构上的进刀架、设置在进刀架上的犁切—挤压刀具，设置有微电脑控制装置，在机床体头部基座、机床体尾部尾座分别设置有端头限位开关、尾端限位开关，端头限位开关的电信号输出、尾端限位开关电信号输出分别与微电脑控制装置的电信号输入相连，微电脑控制装置的控制电信号输出分别与电动转动的主轴气动卡盘的控制电信号输入、轴向移动机构的控制电信号输入、犁切—挤压机头的径向前后动力移动机构的控制电信号输入相连，在与犁切—挤压机头径向相对的轴向移动机构上设置有跟刀架，跟刀架包括径向前后动力移动机构、设置在径向前后动力移动机构上的托架、设置托架上的滚轮，微电脑控制装置的控制电信号输出与跟刀架的径向前后动力移动机构的控制电信号输入相连，托架呈竖向放置的圆弧形，滚轮有两个，分别设置在呈竖向放置的圆弧形的托架的内侧上部和下部。

2.根据权利要求1所述的外翅片管的加工设备，其特征在于进刀架包括机柱、滑动设置在机柱上端的带有顶圆柱的刀固定座、设置在机柱上的进刀量调节机构，进刀量调节机构包括设置在机柱上的螺纹孔槽、螺纹设置孔槽内的带锥头丝杠，丝杠上设置有刻度盘和进刀量的调节旋钮，锥头靠在顶圆柱的端面，犁切—挤压刀具固定在刀固定座上。