CN103097047A - 带有内表面槽的管及其制造方法和制造装置 - Google Patents
带有内表面槽的管及其制造方法和制造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103097047A CN103097047A CN2012800023888A CN201280002388A CN103097047A CN 103097047 A CN103097047 A CN 103097047A CN 2012800023888 A CN2012800023888 A CN 2012800023888A CN 201280002388 A CN201280002388 A CN 201280002388A CN 103097047 A CN103097047 A CN 103097047A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- downstream
- rolling element
- pressing
- mould
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
- B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
- B21C1/22—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles
- B21C1/24—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles by means of mandrels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
- B21C3/12—Die holders; Rotating dies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/16—Mandrels; Mounting or adjusting same
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
- B21C37/207—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls with helical guides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
- F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明提供一种带有内表面槽的管,在将带有内表面槽的管作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工时传热管的发夹式弯曲性优异。在将管坯(1a)沿着管轴向(X)从上游侧向下游侧拉拔的期间内,在利用由按压滚动体(23)对管坯进行的按压而在管内表面(1i)上形成多个翅片的翅片形成工序并且使管坯(1a)缩径的下游侧缩径工序中,利用设置在比按压滚动体(23)靠近拉拔方向的下游侧的下游侧缩径模具(31A),一边与按压滚动体(23)的管周向的旋转联动而沿着管周向旋转一边进行管坯(1a)的缩径。
Description
技术领域
本发明涉及带有内表面槽的管及其制造方法和制造装置,该带有内表面槽的管用作冷冻机、空调机等的换热器用的传热管。
背景技术
出于热交换性能的要求,通常冷冻机、空调机等的换热器用的传热管大多使用在内表面带有槽的带内表面槽的管。
作为制造这种带有内表面槽的管的制造装置,例如,能够列举出如专利文献1所公开的“带有内表面槽的管的加工装置”那样具有用于使管坯缩径的缩径部、在管内表面形成多个槽的管内表面翅片加工部的装置。
所述缩径部由缩径模具和浮动模具构成,在缩径工序中,利用缩径模具使管坯缩径。另一方面,管内表面翅片加工部由作为按压滚动体的滚轧部和带槽芯棒构成,该滚轧部由多个滚轧球构成,在该带槽芯棒的外周切割形成有槽,在槽加工工序中,多个滚轧球(滚动体)一边在管外周滚动一边按压管外表面,将管内表面压靠在设置于管内部的带槽芯棒上,从而在该管内表面上形成多个槽。
不过,在槽加工工序中,由于多个滚轧球一边按压管外周一边滚动,因此由于加工条件,存在通过管内表面翅片加工部后的管坯产生扭转这样的问题。
针对这样的问题,在专利文献2、3中,提出有一种在比构成管内表面翅片加工部的滚轧辊(42)靠近管坯的拉拔方向的下游侧以使作为下游侧缩径模具的拉伸模具(41)不沿着管周向旋转而以静止的设置形态配置的“带有内表面槽的管的制造装置”。
专利文献2、3中的“带有内表面槽的管的制造装置”如上所述那样为在管内表面翅片加工部的下游侧配置有作为按压滚动体的拉伸模具(41)的结构,利用该拉伸模具(41)在比管内表面翅片加工部靠近下游侧的位置对管坯进行拉伸,能够防止管坯产生扭转的情况。
但是,另一方面,由于在管内表面翅片加工部的下游侧配置拉伸模具(41),产生了管外表面粗糙度变大这样的问题。
详细而言,在管内表面翅片加工部中,利用按压滚动体沿着管周向公转,由于加工条件,在通过管内表面翅片加工部后的管坯的外表面上沿着管轴向交替地出现了作为按压滚动体公转的轨迹的沿着管轴向呈螺旋状的凹部和螺旋状的凸部。
这样的管坯通过拉伸模具(41)时,形成在管坯表面的凸部与拉伸模具(41)碰撞,并且强行进入拉伸模具(41)而使其通过,因此,产生了管坯的表面粗糙度变大这样的问题。
若这样带有内表面槽的管的外表面粗糙度变大,则将带有内表面槽的管作为传热管组装进换热器时,在将直线状的传热管弯折而形成为U字状的发夹式弯曲时,无法对传热管施加均匀的弯曲应力,存在因弯曲应力的不均衡而在传热管外周面产生皱纹这样的问题。
在最差的情况下,随着发夹式弯曲,在传热管的表面产生橘皮面、裂纹,而无法够将带有内表面槽的管作为传热管组装进换热器,也有可能无法确保作为传热管的品质。
除此之外,带有内表面槽的管的外表面粗糙度也变大,在使传热管穿过在多张铝翅片上形成的每隔预定距离来配置的贯通孔,将工具插入铜管内来对所述铜管进行扩管的机械扩管时,也存在传热管与铝翅片之间的密合性降低这样的问题。
不过,以往作为用于使带有内表面槽的管的外表面粗糙度变小的对策,公知有使所述按压滚动体的加工间距变小的方法。
在此,所述按压滚动体的加工间距是指如下的间距P:在将所述按压滚动体每公转1次时的管坯的拉拔长度设为L1(mm/R)、将在管坯的管周向上等分地配置的所述按压滚动体的配置数量设为N时,P=L1/N。
不过,在保持加工间距变小的状态下使按压滚动体的公转转速增加时,在加工过程中产生了管坯沿着周向扭转而压坏(潰れる)的状况。由此,在保持加工间距较小的状态下不能够单纯地增加按压滚动体的公转转速,产生了使生产率恶化的这样的别的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-192219号公报
专利文献2:日本特开平1-99712号公报
专利文献3:日本特开平1-95811号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
因此,本发明的目的在于提供一种带有内表面槽的管,通过使表面粗糙度变小,在作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工时,弯曲加工性优异,并且在机械扩管时与铝翅片之间的密合性优异,本发明的目的还在于提供带有内表面槽的管的制造方法和制造装置,在确保优异的生产率的基础上能够制造这样的带有内表面槽的管。
解决技术问题的技术方案
本发明的带有内表面槽的管的制造方法,在该制造方法中进行翅片形成工序,该翅片形成工序如下所述:利用在管坯的外表面沿着管周向滚动的按压滚动体对管坯进行的按压使该管坯的内表面压靠于带槽芯棒,从而在管坯的内表面形成多个翅片,在该带槽芯棒的外周形成有槽,并且该带槽芯棒配置在管坯的内部,该制造方法的特征在于,在沿着管轴向将管坯从上游侧向下游侧拉拔的期间内,进行所述翅片形成工序并且进行下游侧缩径工序,在该下游侧缩径工序中,利用设置在比所述按压滚动体靠近拉拔方向的下游侧的下游侧缩径部使管坯缩径,在所述下游侧缩径工序中,在所述下游侧缩径部中,利用沿着管周向旋转自如地配置在管坯的外侧的下游侧缩径模具,与所述按压滚动体的管周向的旋转联动地沿着管周向一边旋转一边进行管坯的缩径。
采用上述的带有内表面槽的管的制造方法,在下游侧缩径工序中,利用设置在比所述翅片形成部靠近下游侧的位置的下游侧缩径部使管坯缩径,因此,能够用所述下游侧缩径模具对通过所述翅片形成部后的管坯进行保持,因此能够防止该管坯的扭转。并且,在所述下游侧缩径工序中,利用所述下游侧缩径模具与所述滚动按压体的管周向的旋转联动并向与所述滚动按压体相同的旋转方向一边沿着管周向旋转一边进行管坯的缩径,因此,能够使通过下游侧缩径部后的管坯的表面粗糙度变小。
因而,采用所述制造装置,能够制造具有不易由于作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工而在管外表面产生皱纹的优异的发夹式弯曲性、并且在机械扩管时具有与铝翅片之间优异的密合性的带有内表面槽的管。
本发明的一种带有内表面槽的管的制造装置,该制造装置具有管内表面翅片形成部,该管内表面翅片形成部具有沿着管周向在管坯的外表面上滚动的按压滚动体、在外周形成有槽并配置在管内部的带槽芯棒,该管内表面翅片形成部利用所述按压滚动体对管坯进行的按压而将管坯的内表面压靠于所述带槽芯棒而在该管坯的内表面形成多个翅片,该制造装置的特征在于,在对管坯进行拉拔的拉拔方向上的比所述管内表面翅片形成部靠近下游侧的位置设置有下游侧缩径部,
所述下游侧缩径部具有沿着管周向旋转自如地配置在管坯的外侧的下游侧缩径模具,
在拉拔方向上的从所述按压滚动体至所述下游侧缩径模具之间的至少一部分设置有用于将所述按压滚动体的管周向的旋转力向所述下游侧缩径模具传递的旋转力传递部件。
采用上述的带有内表面槽的管的制造装置,在比所述翅片形成部靠近下游侧的位置设置有下游侧缩径部,因此,能够用所述下游侧缩径模具对通过所述翅片形成部后的管坯进行保持,因此能够防止该管坯的扭转。并且,在拉拔方向上的从所述按压滚动体至所述下游侧缩径模具之间的至少一部分设置有旋转力传递部件,因此,能够使通过下游侧缩径部后的管坯的表面粗糙度变小。
因而,采用所述制造装置,能够制造具有不易由于作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工而在管外表面产生皱纹的优异的发夹式弯曲性、并且在机械扩管时具有与铝翅片之间优异的密合性的带有内表面槽的管。
上述的“在拉拔方向上的从所述按压滚动体至所述下游侧缩径模具之间的至少一部分设置有旋转力传递部件”能够列举出例如仅所述按压滚动体、或仅所述下游侧缩径模具设置有所述旋转力传递部件的结构,并且,能够列举出从所述按压滚动体至所述下游侧缩径模具的整体设置有所述旋转力传递部件的结构,只要是将所述按压滚动体的管周向的旋转力向所述下游侧缩径模具传递的结构,就没有特别地限定。
作为本发明的技术方案的带有内表面槽的管的制造方法,其中,能够使所述下游侧缩径模具以与所述按压滚动体的管周向的旋转速度一致的旋转速度与所述按压滚动体的管周向的旋转联动。
或者,作为本发明的技术方案的带有内表面槽的管的制造装置,其中,所述旋转力传递部件能够由连结刚体构成,该连结刚体由容许利用所述按压滚动体的管周向的旋转而使所述下游侧缩径模具以与该按压滚动体的管周向的旋转速度一致的旋转速度旋转的刚体构成,利用所述连结刚体将所述按压滚动体和所述下游侧缩径模具结合成一体。
采用上述的发明的技术方案,管坯在通过所述翅片形成部时,因所述按压滚动体在管坯表面上按压滚动而形成在管坯表面上的凸状轨迹不会以过大的冲击力与所述下游侧缩径模具碰撞,利用所述下游侧缩径模具能够使管坯顺畅地缩径,能够使管坯的表面粗糙度进一步变小。
详细而言,以往存在这样的问题:在管坯通过所述翅片形成部时,因所述按压滚动体在管坯表面上进行按压滚动而形成在管坯表面上的凸状轨迹在通过下游侧缩径部时与下游侧缩径部碰撞,管坯表面的粗糙度变大。
相对于此,采用所述制造方法,通过使所述下游侧缩径模具以与所述滚动按压体的管周向的旋转速度一致的旋转速度与所述滚动按压体的管周向的旋转联动,能够使因凸状轨迹与下游侧缩径部的碰撞而对所述下游侧缩径模具沿着拉拔方向施加的冲击力高效地沿着管坯的周向分散。
另一方面,采用所述制造装置,利用所述连结刚体将所述按压滚动体和所述下游侧缩径模具连结成一体,从而能够使所述下游侧缩径模具以与所述按压滚动体的管周向的旋转速度一致的旋转速度旋转,因此,能够使因凸状轨迹与下游侧缩径部的碰撞而对所述下游侧缩径模具沿着拉拔方向施加的冲击力高效地沿着管坯的周向分散。
由此,凸状轨迹不会直接自所述下游侧缩径模具受到冲击力就能够进入到模孔中。
因而,能够使通过下游侧缩径部后的管坯的表面粗糙度进一步变小,因此,能够更加提高作为传热管组装进换热器时的传热管的发夹式弯曲加工时的发夹式弯曲性以及机械扩管时的与铝翅片之间的密合性。
此外,作为本发明的技术方案,能够通过将所述按压滚动体每公转1次时的管坯的拉拔长度设为L1(mm/R),将在管坯的管周向上等分地配置的所述按压滚动体的配置数量设为N,将以P=L1/N表示的所述按压滚动体的加工间距P(mm)设定成处于0.2≤P≤0.5的范围。
如上所述,通过使所述按压滚动体的加工间距P(mm)为0.5以下,能够确保带有内表面槽的管的生产率的同时进一步使管表面粗糙度变小。
另一方面,通过使所述按压滚动体的加工间距P(mm)为0.2以上,不需要以较低的拉拔速度对管坯进行拉拔并对管坯进行加工而使其形成有内表面槽,因此,能够确保带有内表面槽的管的生产率,此外,不需要使所述按压滚动体的公转速度过高,不使管扭转、不使负载强加于装置就能够生产优异的品质的带有内表面槽的管。
此外,作为本发明的技术方案,能够通过将通过所述下游侧缩径模具之前的所述管坯的外径设为Do(mm),将所述下游侧缩径模具的内径设为D1(mm),将以RD={(Do-D1)/Do}×100(%)表示的所述下游侧缩径模具中的管坯的外径的缩径率RD(%)设定为0.05≤RD≤3。
如上所述,通过将缩径率RD(%)设定为0.05≤RD,能够伴随着利用所述下游侧缩径模具对管坯进行的缩径而提高以通过翅片形成部后的管坯不发生扭转的方式进行保持的保持力。因而,能够可靠地防止管坯在通过翅片形成部后发生扭转。
另一方面,通过将缩径率RD(%)设定为RD≤3,能够防止因使管坯急剧地缩径而管坯破损、或拉拔负载过大。
此外,本发明的一种带有内表面槽的管,其特征在于,其是所述的带有内表面槽的管的制造方法或者使用所述的带有内表面槽的管的制造装置制造成的,其管轴向上的外表面平均粗糙度Ra(μm)处于0.05≤Ra≤0.5的范围。
通过按压滚动体在管坯的表面上按压滚动,在管坯的外表面上形成按压滚动体的凹状轨迹和凸状轨迹,通过与所述按压滚动体的管周向的旋转一起旋转的下游侧缩径模具,从而能够有效地使形成有凹状轨迹何凸状轨迹的管坯的外表面平滑化。
由此,能够制造能够使通过下游侧缩径模具后的管坯表面粗糙度变小、管轴向上的外表面平均粗糙度Ra(μm)满足0.05≤Ra≤0.5的范围的带有内表面槽的管。
因而,带有内表面槽的管能够获得不易由于作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲而产生皱纹的优异的发夹式弯曲性,并且能够在机械扩管时获得与铝翅片之间的优异的密合性。
所述带有内表面槽的管能够由例如铜、铝及其它们的合金等导热性优异的材料形成。
发明的效果
采用本发明,由于使表面粗糙度变小,在作为传热管组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工时,传热管的弯曲加工性优异,而且能够提供在机械扩管时与铝翅片之间的密合性优异的带有内表面槽的管,另外,能够提供在确保优异的生产率的基础上能够制造这样的带有内表面槽的管的带有内表面槽的管的制造方法及其制造装置。
附图说明
图1是以剖面表示本实施方式的传热管的制造装置的主要部分的说明图。
图2是以剖面表示本实施方式的下游侧缩径模具的一部分的说明图。
图3是本实施方式的传热管的制造装置的作用说明图。
图4是表示本实施方式的传热管的进行发夹式弯曲加工前后的状况的示意性说明图。
图5是说明滚轧球的加工间距的说明图。
图6是以剖面表示以往的传热管的制造装置的主要部分的说明图。
图7是以剖面表示以往的其他实施方式的传热管的制造装置的主要部分的说明图。
图8是以往的传热管的制造装置的作用说明图。
图9是表示以往的传热管的进行发夹式弯曲加工前后的状况的示意性说明图。
具体实施方式
下面使用附图说明本发明的一实施方式。
本实施方式的传热管1在管内表面1i上形成有与管轴向X呈预定角度的螺旋状的翅片,并且在相邻的翅片之间形成有槽。
另外,省略翅片和槽的图示。
传热管1的外表面1o构成为管轴向X上的平均粗糙度Ra(μm)满足0.05≤Ra≤0.5的范围。
使用图1和图2来对将上述的传热管1制造成带有内表面槽的管的制造装置10进行说明。
另外,图1是利用剖面表示本实施方式的传热管1的制造装置10的主要部分的示意图,图2是利用剖面表示后述的下游侧缩径模具31A的一部分,是说明下游侧缩径模具31A的缩径率的说明图。
所述制造装置10在拉拔方向(图1中的Dd方向)上,即从拉伸方向的上游侧向下游侧沿着管坯1a按顺序串联地配设有缩径部11、管内表面翅片加工部21和下游侧缩径部31。
此外,所述制造装置10在比下游侧缩径部31靠近拉拔方向Dd的下游侧的位置配置有将管坯1a从上游侧向下游侧进行拉拔的拉拔装置(未图示)。
并且,所述制造装置10包括旋转驱动单元51、将旋转驱动单元51的旋转力向管内表面翅片加工部21和下游侧缩径部31这一侧传递的旋转力传递单元41。
旋转力传递单元41至少配设于管内表面翅片加工部21和下游侧缩径部31的外周侧,旋转驱动单元配设于51管坯1a的外周且旋转力传递单元41的下游侧。
以下说明上述的各部的构成。
所述缩径部11是用于对通过的管坯1a进行缩径的部位,由缩径模具12和浮动芯棒13构成。所述缩径模具12构成为朝向上游侧D1u开口成喇叭状并具有沿着管轴向X贯通的模孔12a的筒状,所述缩径模具12在将管坯1a插入到模孔12a的状态下配置在管坯1a的外侧。
并且,浮动芯棒13配置在管坯1a的内侧,将外周面的一部分形成为圆锥状。由此,浮动芯棒13以相对于所述缩径模具12绕管轴线转动自如的方式隔着管坯1a与所述缩径模具12卡合。
管内表面翅片加工部21具有带槽芯棒22、多个滚轧球23以及滚轧球保持件24。
带槽芯棒22配置在管内部,在外周具有通过压扁管内表面1i而在该管内表面1i上形成与管轴向X呈预定角度的螺旋状的翅片的螺旋状的槽22a。
带槽芯棒22在外周面上以相对于管轴向X向右扭转的方向呈40°的导程角的方式形成有槽22a。
多个滚轧球23在管坯1a的外周具有4个,分别在管坯1a的外侧一边按压该管坯1a一边以滚动自如,即自转自如并且绕管轴线公转自如的方式沿着管坯1a的周向等分地配置。
滚轧球保持件24是保持滚轧球23并且在管周向上进行公转引导的工具,由配置在上游侧的上游侧滚轧球保持件24U、配置在下游侧的下游侧滚轧球保持件24D构成。
上游侧滚轧球保持件24U构成为具有沿着拉拔方向Dd贯通并且朝向拉拔方向Dd开口成喇叭状的连通孔24b的筒状。下游侧滚轧球保持件24D是具有凸缘部分的截面呈L字形状的筒状构件,凸缘部分24a用于限制滚轧球23向下游侧移动。
另外,在缩径部11和管内表面翅片加工部21之间,配置有连结棒61作为连结部件,连结棒61将带槽芯棒22和所述浮动芯棒13连结成分别独立地转动自如。
下游侧缩径部31由下游侧缩径模具31A构成,如图2所示,通过将通过该下游侧缩径模具31A之前的管坯1a的外径设为Do(mm)、将下游侧缩径模具31A的下游侧部分的内径设为D1(mm),下游侧缩径部31由以RD={(Do-D1)/Do}×100(%)…式(1)表示的下游侧缩径模具31A中的管坯1a的外径的缩径率RD(%)满足0.05≤RD≤3的范围的模孔31a构成。
此外,虽未图示,但所述旋转驱动单元51在旋转力传递单元41的下游侧具有与该旋转力传递单元41连结的电动机,并且是适当地具有用于控制电动机的控制装置、减速机等的结构。
所述旋转力传递单元41由后述的多个旋转力传递块42、43、44和将上述多个旋转力传递块42,43,44紧固为一体的紧固螺栓45构成。
多个旋转力传递块42、43、44由保持嵌合块42、模具嵌合块43和旋转轴块44构成,按照该顺序从上游侧向下游侧彼此邻接地配置。
保持嵌合块42是配置在管内表面翅片加工部21的外周侧的筒状的块,利用设于内周侧的嵌合部42a从外侧将滚轧球保持件24U嵌合。
模具嵌合块43是配置在下游侧缩径部31的外周侧的筒状的块,利用设于内周侧的嵌合部43a从外侧将下游侧缩径模具31A嵌合。
旋转轴块44由配置在模具嵌合块43的下游侧并且配置在通过下游侧缩径模具31A后的传热管1的外周侧的筒状的块构成。
此外,在保持嵌合块42、模具嵌合块43和旋转轴块44中形成有以从保持嵌合块42到旋转轴块44的长度沿着管轴向X呈直线状贯通的螺栓插入孔41a。
螺栓插入孔41a在将构成旋转力传递单元41的各块42、43、44在管周向上均等分配的位置形成有多个。
另外,在螺栓插入孔41a的长度方向的与旋转轴块44相当的部分形成有内螺纹部。
紧固螺栓45在顶端侧的外周形成有外螺纹部45a,紧固螺栓45是通过将紧固螺栓45插入到螺栓插入孔41a中而利用螺纹连接将上述保持嵌合块42、模具嵌合块43和旋转轴块44一起紧固成一体的螺栓。
此外,设置在所述制造装置10的下游侧的未图示的所述拉拔装置具有卷取滚筒和卷取用的电动机,利用该电动机的旋转驱动一边对带有内表面槽的管11进行拉伸一边卷绕在卷取滚筒上。
另外,所述制造装置10也可以在下游侧缩径模具31A和拉拔装置之间具有整径模具(未图示)。整径模具是如下的模具:通过使传热管1通过沿着管轴向X贯通的模孔,进行用于使例如由于所述管内表面翅片加工部21处的滚轧球23的按压而产生的管表面的变形等平滑的整径。
不过,在本实施方式中,上述的缩径部11、管内表面翅片加工部21和下游侧缩径部31的构成能够换言成由配置在管内部的芯棒体70和配置在管外侧的管外配置工具80构成。
芯棒体70由浮动芯棒13、带槽芯棒22和将上述浮动芯棒13、带槽芯棒22串联连结起来的连结棒61构成。
管外配置工具80由缩径模具12、滚轧球23、滚轧球保持件24和下游侧缩径模具31A构成。
本实施方式的传热管1使用上述的制造装置10通过以下的制造方法来制造。
传热管1的制造方法在利用未图示的拉拔装置将管坯1a从上游侧向下游侧拉拔的期间以缩径工序、管内表面翅片加工工序、下游侧缩径工序的顺序对管坯1a连续地进行缩径工序、管内表面翅片加工工序、下游侧缩径工序。
缩径工序是在缩径部11利用缩径模具12和浮动芯棒13使管坯1a缩径的工序。
管内表面翅片加工工序是如下所述的工序:通过在所述管坯1a的外表面沿着管周向滚动的滚轧球23对管坯1a进行的按压,利用带槽芯棒22压扁该管坯1a的内表面1i而在该管内表面1i上形成相对于管轴向X呈预定角度的螺旋状的翅片,并且,在相邻的翅片之间形成槽。
详细而言,所述旋转驱动单元51进行旋转驱动,该旋转驱动单元51的旋转力经由旋转力传递单元41中的保持嵌合块42向上游侧滚轧球保持件24U传递,上游侧滚轧球保持件24U旋转。并且,随着该上游侧滚轧球保持件24U的旋转,滚轧球23在管坯1a的外表面1o进行按压滚动,从而利用带槽芯棒22压扁管内表面1i,在该管内表面1i上形成相对于管轴向X呈预定角度的螺旋状的翅片。
并且,此外,在管内表面翅片加工工序中,滚轧球23的加工间距P(mm)设定为处于0.2≤P≤0.5的范围。
在此,加工间距P(mm)表示滚轧球23每公转1次时的管坯1a的拉拔长度L1(mm/R),详细而言,表示滚轧球23在管坯1a上公转将管坯1a的外周以配置在该外周的滚轧球23的个数等分而成的角度期间中的管坯1a的拉拔长度L1(mm/R),在管坯1a的管周向等分地配置的滚轧球23的配置数量设为N时,以P=L1/N...式(2)表示。
在所述制造装置中,在管坯1a的外周配置有N=4个滚轧球23,因此,以P=L1/4表示,如图5所示,在滚轧球23在管坯1a的外周旋转90度的期间中,管坯1a向拉拔方向Dd行进的移动距离P为加工间距P。
另外,图5是局部省略管内表面翅片加工部21附近并且省略下游侧缩径模具31A而加工间距P进行示意性说明的说明图。此外,图5中的假想线所示的La、Ld、Lb表示分别配置在管坯1a的外周的4个滚轧球23中的、图5中出现的3个滚轧球23a、23d、23b按压管坯1a的轨迹。并且,此外,在图5中,所述滚轧球23的公转方向表示为反方向(与所述带槽芯棒22的旋转方向即正方向相反的方向)的情况。另外,在滚轧球23为正方向的情况下,滚轧球23的轨迹La、Lb、Ld在图5中右下斜。
下游侧缩径工序是如下工序:利用设置在比滚轧球23靠近拉拔方向Dd的下游侧的下游侧缩径部31对通过了管内表面翅片加工部21的管坯1a进行缩径(拉伸)。在下游侧缩径工序中,下游侧缩径模具31A与滚轧球23的公转联动而一边沿着管周向旋转一边进行管坯1a的缩径。
此时,使下游侧缩径模具31A以与滚轧球23的公转速度一致的速度沿着管周向旋转。
详细而言,旋转驱动单元51旋转驱动,该旋转驱动单元51的旋转经由旋转力传递单元41中的模具嵌合块43向下游侧缩径模具31A传递。并且,上游侧滚轧球保持件24U和下游侧缩径模具31A经由保持嵌合块42和模具嵌合块43结合成一体,因此,利用旋转驱动单元51的旋转驱动,使滚轧球23和下游侧缩径模具31A以彼此一致的速度一体地沿着管周向旋转。
由此,下游侧缩径模具31A与滚轧球23的公转联动而一边沿着管周向旋转一边进行管坯1a的缩径。
上述的制造装置10和制造方法能够获得以下那样的各种作用、效果。
利用上述的制造装置10和制造方法,能够使通过下游侧缩径模具31A后的传热管1的表面粗糙度变小,能够制造管轴向X上的外表面1o的平均粗糙度Ra(μm)满足0.05≤Ra≤0.5的范围的传热管1。
因此,能够制造作为传热管1组装入换热器时进行的发夹式弯曲加工中在管外表面1o难以产生皱纹的特性,即弯曲加工性优异并且在机械扩管时与铝翅片之间的密合性优异的传热管1。
下面对上述的制造装置10和制造方法所起到的作用效果进行详细论述。
通常,在管内表面翅片加工部21中,滚轧球23一边按压管坯1a的外表面1o一边沿着管周向滚动,因此,如图3所示,在通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a的外表面1o上沿着管轴向X交替地呈螺旋状形成有滚轧球23按压滚动的轨迹的凹状轨迹Lh和凸状轨迹Lt。
因此,如图7所示,对于轴承47介于旋转力传递单元141中的模具嵌合块143和下游侧缩径部131之间的以往的结构,即、在管内表面翅片加工部21的下游侧中,下游侧缩径部131不与滚轧球23的公转联动地沿着管周向旋转而仅是静止的设置形态的情况下,通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a被下游侧缩径部131缩径时,产生如下问题:自下游侧缩径部131施加过大的负载,管外表面1o的表面粗糙度变粗。
具体而言,如以往那样,在将下游侧缩径部131静止地设置在管内表面翅片加工部21的下游侧的设置形态的情况下,在从比下游侧缩径部131的靠近上游侧开始被拉拔的管坯1a到达了下游侧缩径部131时,形成在管坯1a表面的螺旋状的凹状轨迹Lh和凸状轨迹Lt中的、凸状轨迹Lt如图8中的(a)和(b)所示那样与静止着的下游侧缩径部131的模孔131a的上游侧端部131u碰撞。
这样,管坯1a的外表面的凸状轨迹Lt与静止的设置形态的下游侧缩径部131碰撞时,如图8中的(a)、(b)和(c)所示,该凸状轨迹Lt从下游侧缩径部131主动地受到相对于管周向(管外表面1o的切线方向)的成分Fy’而言拉拔方向Dd的成分Fx’较大的冲击力F’,产生管外表面1o的厚度扭转等状况。
另外,图8中的(a)、(b)和(c)表示用于说明如以往那样静止的设置形态的下游侧缩径部131对管坯1a进行缩径时的问题点的作用说明图,详细而言,图8中的(a)和(b)表示利用静止的设置形态的下游侧缩径部131对通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a进行拉拔时、管坯1a表面的凸状轨迹Lt与下游侧缩径部131的模孔131a的上游侧端部碰撞而自下游侧缩径部131受到的冲击力F’的示意性剖视图。图8中的(c)表示图8中的(b)的X部分的放大图。
并且,在利用下游侧缩径模具131对管坯1a进行缩径的过程中,下游侧缩径部131的模孔131a一边对管外表面1o的壁的处于扭转状态的凸状轨迹Lt强行咬入一边对其进行拉拔。并且,此外,在管坯1a的表面1o的凸状轨迹Lt和凹状轨迹Lh之间的部分作用于管坯1a的负载发生变动,产生了无法进行稳定的拉伸的状况,结果如图9中的(a)所示,表面粗糙度较大的带有内表面槽的管被制造成传热管1。
这样,如图9中的(b)所示,由于将表面粗糙度较大的传热管200组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工而在传热管200的发夹式弯曲部分200B的管外表面200o容易产生皱纹,在皱纹很严重的情况下,用作传热管1时,带来强度上的故障,也有可能破损。除此之外,在传热管200的表面粗糙度也较大的情况下,也存在机械扩管时与铝翅片之间的密合性变低这样的问题。
为了避免这样的各种问题,以往提供了用于制造平滑的表面的带有内表面槽的管的制造装置和制造方法。例如,在“日本特开2005-207670号”中,为了获得翅片板之间的密合性较好、并且发夹式弯曲加工中的裂纹等不易产生的带有内表面槽的管,将外表面上的管轴向的最大表面粗糙度设为3.2μm,提及了平均表面粗糙度设为0.35μm以下的具体的表面粗糙度。
并且,为了制造具有这样的表面粗糙度的带有内表面槽的管,在“日本特开2005-207670号”所公开的制造装置中,形成为将表面整形模具和整形模具配置在比滚轧部靠近拉拔方向的下游侧、并且从上游向下游侧依次配置的结构。
并且,所述制造装置构成为,表面整形模具的缩径加工率为0.5~3.0%,并且,所述整形模具中的金属管的缩径加工率D2为10~25%。
不过,在“日本特开2005-207670号”中,仅停留于这样的记载,完全没有着眼于带有内表面槽的管的管轴向的表面粗糙度、拉伸加工中的拉伸模具的拉伸速度的条件之间的关系、例如与在配置于上述模具的上游侧的滚轧部中所设有的滚轧球的旋转联动而上述的表面整形模具、整形模具沿着管周向旋转这样的技术构思。
另一方面,在“日本特开2009-228037号”中,着眼于带有内表面槽的管的管轴向的表面粗糙度被拉伸加工中的拉伸模具的拉伸速度的条件影响,特别是,在段落“0012”中,也提及了带有内表面槽的管的管轴向的表面粗糙度能够根据拉伸加工中的拉伸模具的拉伸速度的条件的不同而进行调整。
不过,在“日本特开2009-228037号”中,为了获得以Ra计为0.1~2.0μm这样的所期望的表面粗糙度的带有内表面槽的管,对拉伸速度(拉拔速度)的具体的值和具体的滚轧加工的结构没有任何公开。
相对于此,本实施方式的制造装置10不限于仅在管内表面翅片加工部21的下游侧具有下游侧缩径模具31A的结构,为如下结构:将上游侧滚轧球保持件24U和下游侧缩径模具31A结合成一体,一边使下游侧缩径模具31A与上游侧滚轧球保持件24U的旋转一起沿着管周向一体地旋转一边对管坯1a进行缩径。
详细而言,所述制造装置10为如下结构:利用紧固螺栓45将保持嵌合块42和模具嵌合块43紧固成一体,保持嵌合块42和上游侧滚轧球保持件24U利用保持嵌合块42的嵌合部42a嵌合,并且,下游侧缩径模具31A利用模具嵌合块43的嵌合部43a嵌合。
并且,上述的制造方法是如下的制造方法:在所述下游侧缩径工序中,利用所述下游侧缩径模具31A进行管坯1a的缩径,但,此时,所述下游侧缩径模具31A与滚动按压球的管周向的旋转联动而一边以与滚轧球23的管周向的旋转速度一致的旋转速度沿着管周向旋转一边进行管坯1a的缩径。
采用上述的制造装置10和制造方法,在管内表面翅片加工部21中,滚轧球23在管坯1a的外表面1o上进行按压滚动,从而即使是在管坯1a的外表面1o上形成有凹状轨迹Lh和凸状轨迹Lt的情况,在下游侧缩径部31中,与滚轧球23的公转的同时,沿着管周向旋转的下游侧缩径模具31A使管坯1a通过,因此能够有效地使形成有凹状轨迹Lh和凸状轨迹Lt且壁厚在管轴向X上发生变动的管坯1a的外表面平滑化。
详细而言,所述下游侧缩径模具31A一边沿着管周向旋转一边对通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a进行缩径。因此,如图3中的(a)和(b)所示,管坯1a通过下游侧缩径部31时,利用下游侧缩径部31对在管表面形成有凸状轨迹Lt的管坯1a进行拉拔时,能够使对管表面的凸状轨迹Lt沿着拉拔方向主动地施加的冲击力F分散成管坯1a的周向(管外表面1o的切线方向)的成分Fy、即、下游侧缩径部31旋转的方向的成分Fy,结果,能够对沿着拉拔方向Dd作用的冲击力Fx的大小进行缓和。
另外,图3中的(a)和(b)表示本实施方式的下游侧缩径部31所起到的作用的说明图,详细而言,图3中的(a)表示示意性地表示相对于沿着管周向旋转的设置形态的下游侧缩径部31对管坯1a进行拉拔时、由于管外表面1o的凸状轨迹Lt与下游侧缩径部31的模孔31a的上游侧端部31u碰撞而从下游侧缩径部31受到的冲击力F的剖视图。图3中的(b)表示图3中的(a)的X部分的放大图。
如上所述,形成在管坯1a的外表面1o上的凸状轨迹Lt和凹状轨迹Lh中的、凸状轨迹Lt将自所述下游侧缩径模具31A的模孔31a的上游侧端部31u受到的冲击力F分散成拉拔方向Dd的成分Fx和管坯1a的周向的成分Fy,结果,能够大幅地对沿着拉拔方向Dd作用的成分Fx的大小进行缓和,因此,不会在管坯1a的外表面1o的壁产生扭转等,能够对保持平滑的表面的状态而进入模孔31a的管坯1a进行拉伸。
并且,在管坯1a的外表面1o中,对凸状轨迹Lt主动地沿着拉拔方向Dd施加的冲击力Fx也沿着管周向分散,由此,也能够使构成凸状轨迹Lt的管的壁因冲击所产生的变动分散于管轴向X和周向。由此,能够有效地使形成于管坯1a的外表面1o的凸状轨迹Lt和凹状轨迹Lh平滑化,如图4中的(a)中的局部放大图所示,能够使管坯1a的外表面1o的粗糙度变小。
因而,如图4中的(b)所示,能够制造如下的带有内表面槽的管:具有不易由于作为传热管1组装进换热器时进行的发夹式弯曲加工而在外表面产生皱纹的优异的弯曲加工性、并且具有在机械扩管时与铝翅片之间的优异的密合性。
除此之外,也如上述的带有内表面槽的管的制造装置10那样构成为,在比管内表面翅片加工部21靠近下游侧的位置具有下游侧缩径模具31A,利用下游侧缩径模具31A对通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a进行拉伸,用所述下游侧缩径模具31A对通过所述管内表面翅片加工部21后的管坯1a进行保持,也能够获得能够防止该管坯1a的扭转这样的效果。
此外,如图1所示,所述制造装置10构成为,利用旋转力传递单元41将上游侧滚轧球保持件24U和所述下游侧缩径模具31A结合成一体,从而使下游侧缩径模具131A以与滚轧球23的管周向的旋转速度一致的旋转速度旋转。即、不是如下结构:例如,如图7所示的以往的结构那样使轴承47介于所述下游侧缩径模具131A和模具嵌合块143之间,使下游侧缩径模具131A以不旋转的设置形态配置在包含有旋转自如的所述滚轧球23的管内表面翅片加工部21的下游侧。
因此,介于所述下游侧缩径模具131A和模具嵌合块143之间的轴承47也不会由于伴随着管内表面翅片加工部21的旋转的装置的长期运转而劣化。
因而,所述制造装置10通过利用旋转力传递单元41将上游侧滚轧球保持件24U和所述下游侧缩径模具31A结合成一体,不需要向以往那样使轴承47介于所述管内表面翅片加工部21和下游侧缩径模具31A之间。因此,不必考虑轴承47的耐久性就能够以确保了优异的生产率的状态制造带有内表面槽的管。
此外,在所述制造方法中,将滚轧球23的每公转1次时的管坯1a的拉拔长度设为L1(mm/R)、将等分地配置在管坯1a的管周向的所述滚轧球23的配置数量设为N,以P=L1/N表示的所述滚轧球23的加工间距P(mm)设定成处于0.2≤P≤0.5的范围,因此,能够一边确保带有内表面槽的管的生产率,一边使管表面粗糙度进一步变小。
详细而言,在将加工间距P(mm)设定为0.5以下这样的较小的值的情况下,能够使作为滚轧球23滚轧的轨迹形成在管坯1a的外表面1o上的螺旋状的凹状轨迹Lh和凸状轨迹Lt之间的形成间距变小,因此,显然比以往更能够使管表面粗糙度变小。因此,作为用于将加工间距设定为较小的值的方法,以往采用了使管坯1a的拉拔速度降低的方法和提高滚轧球23的公转周期的方法。
不过,在使管坯1a的拉拔速度降低了的情况下,产生传热管的生产能力降低这样的问题。另一方面,在单纯地提高了滚轧球23的公转周期的情况下,产生了管扭转、将加工负载强加于装置这样的问题。
即难以一边确保传热管的品质和生产率,一边将加工间距设定为0.5以下这样的较小的值。
相对于此,采用所述制造装置10,为在比所述管内表面翅片加工部21靠近下游侧的位置具有下游侧缩径部31的结构,因此,如图6所示,与在比所述管内表面翅片加工部21靠近下游侧的位置不具有下游侧缩径部31的以往的制造装置100不同,即使是在所述管内表面翅片加工部21中使滚轧球23的公转周期提高了的情况,也能够由下游侧缩径部31保持,以使通过了所述管内表面翅片加工部21的管坯1a不发生扭转。
因而,在比所述管内表面翅片加工部21靠近下游侧的位置具有下游侧缩径部31的结构的所述制造装置10中,通过将加工间距P(mm)设为0.5以下,能够使管坯1a的外表面1o的粗糙度进一步变小,而且,能够确保传热管的优异的生产率和品质。
另一方面,在假设将加工间距P(mm)设定为0.2以下的情况下,需要将拉拔速度设定得极低、或使所述滚轧球23沿着管周向极其高速地旋转。例如,在将拉拔速度极其低的情况下,更加明显地产生了使传热管的生产率明显降低这样的问题。另一方面,在使所述滚轧球23沿着管周向高速旋转的情况下,更加明显地产生了将过度的负载强加于装置这样的问题。
相对于此,通过将加工间距P(mm)设为0.2以上,能够避免产生上述那样的问题,因此,能够确保传热管的生产率,不会将负载强加于装置就能够生产优异的品质的传热管。
此外,采用所述制造装置10,如图2所示,将通过所述下游侧缩径模具31A之前的所述管坯1a的外径设为Do(mm)、将所述下游侧缩径模具31A的内径设为D1(mm),以RD={(Do-D1)/Do}×100(%)表示的所述下游侧缩径模具31A中的管坯1a的外径的缩径率RD(%)设定为0.05≤RD≤3。
这样,通过将缩径率RD(%)设定为0.05≤RD,随着利用所述下游侧缩径模具31A对管坯1a进行缩径,能够提高以通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a不发生扭转的方式保持的保持力。
因而,能够可靠地防止管坯1a在通过管内表面翅片加工部21后发生扭转。
并且,如上所述,通过适当地设定成所述下游侧缩径模具31A中的管坯1a的外径的缩径率RD(%)为0.05以上,特别是,即使是使所述滚轧球23的加工间距变小了的情况,在管内表面翅片加工部21中,所述滚轧球23在管坯1a的外表面1o上进行按压滚动,能够可靠地防止通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a扭转而压曲。由此,能够使所述滚轧球23高速地公转,能够使加工速度的减小限于最小限度。
另一方面,通过将缩径率RD(%)设定为RD≤3,能够避免使管坯1a急剧地缩径,能够防止管坯1a破损、或拉拔负载过大。
以上对本发明的一实施方式的传热管1进行了详细论述,接着,说明为了验证本发明的传热管的性能而进行的性能验证实验。
(性能验证实验1)
在性能验证实验1中,对本发明的实施例和以往的比较例1、2的加工条件下的球极限转速和极限加工速度进行验证,并且在实施例和比较例1、2的加工条件下连续进行5000mm的加工实验,验证了有无加工断裂。
在此,球极限转速表示由于在管内表面翅片加工部21中滚轧球23在管坯1a上公转、通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a不发生扭转时的滚轧球23的最大的转速,极限加工速度表示在加工过程中管不发生断裂的最大的拉拔速度。
对于拉拔速度V(m/min),在滚轧球23的公转转速设为R(rpm)、将滚轧球23的加工间距设为P(mm)、将滚轧球23的配置数量设为C(个)的情况下,能够以V=R×P×C/1000…式(3)表示。
在本实验中,在实施例和比较例1、2的加工条件中,带槽芯棒22的形状、加工间距、材料管(管坯1a)也如表1所示,以实施例和比较例1、2之间彼此共同的条件进行了实验。
【表1】
此外,如图6所示,比较例1的加工条件是利用在管内表面翅片加工部21的下游侧未配置有下游侧缩径模具131A的以往结构的制造装置100来制造传热管的加工条件。
如图7所示,比较例2的加工条件是利用虽然在管内表面翅片加工部21的下游侧配置有下游侧缩径模具131A、但借助轴承47将该下游侧缩径模具131A设置于模具嵌合块143的以往的结构的制造装置101来制造传热管200的加工条件。
即,作为比较例2的加工条件所采用的制造装置101构成为,下游侧缩径模具131A以不与管内表面翅片加工部21的滚轧球23的公转一起沿着管轴向X旋转而以静止的设置形态对通过管内表面翅片加工部21后的管坯1a进行缩径。
相对于此,实施例的加工条件是利用图1所示那样的制造装置10和上述的制造方法来制造本发明的传热管1的加工条件。
详细而言,实施例的加工条件如下所述:利用由旋转力传递单元41将上游侧滚轧球保持件24U和所述下游侧缩径模具31A结合成一体的结构的制造装置10,采用使下游侧缩径模具31A一边以与滚轧球23的管周向的旋转速度一致的旋转速度旋转一边对通过了管内表面翅片加工部21的管坯1a进行缩径的制造方法来进行制造。
性能验证实验1的结果表示在表2中。
【表2】
如表2所示,在比较例1的加工条件的情况下进行了连续5000m的加工实验,但没有问题,能够进行加工,但球极限公转转速限于30000rpm,并且极限加工速度限于42m/min。另外,从上述的式(3)也可清楚得知,表示球公转转速R的极限的球极限公转转速、表示拉拔速度V的极限的极限加工速度是彼此产生影响的参数。
相对于此,在比较例2和实施例中的任意一种加工条件的情况下,球极限公转转速R都达到了42000rpm,并且,极限加工速度都能够达到59m/min。即在比较例2和实施例的加工条件的情况下,能够相对于比较例1的加工条件谋求40%的生产率的提高。
因而,能够确认到:如比较例2和实施例的加工条件那样通过在管内表面翅片加工部21的下游侧具有下游侧缩径模具31A,下游侧缩径模具31A能够在管坯1a通过管内表面翅片加工部21后一边保持管坯1a一边进行缩径,即使增大球公转转速R,在管坯1a通过管内表面翅片加工部21后不会发生扭转就能够进行拉拔。
另一方面,着眼于连续5000m的加工实验的结果时,则在比较例2的加工条件的情况下,在加工2700m的时刻,介于下游侧缩径模具31A和模具嵌合块43之间的轴承47发生了破损。在该情况下成为如下结果:利用下游侧缩径模具131A不能够稳定地对管坯1a进行缩径,结果,管坯1a产生加工断裂。
相对于此,在实施例的加工条件的情况下,进行了连续5000m的拉拔加工,但未产生断管等问题,能够进行5000m的拉拔加工。
即实施例的加工条件是使用将上游侧滚轧球保持件24U和所述下游侧缩径模具31A借助旋转力传递单元41结合成一体的结构的制造装置10的加工条件,因此,理所当然地即使提高球公转转速R,传热管1也不会发生扭转,与在比较例2那样加工条件下使用了轴承47介于下游侧缩径模具131A和模具嵌合块143之间的结构的装置的情况不同,不必担心轴承47破损。
由此,在实施例的加工条件下,不会产生随着轴承47的破损而不能利用下游侧缩径模具31A对管坯1a适当地进行缩径的状况,因此能够证实在确保不会发生断管的优异的生产率的基础上能够制造优异的品质的传热管1。
并且,在实施例的加工条件下不需要如比较例2的加工条件那样在设置下游侧缩径模具31A的基础上设置轴承47,因此,不需要定期进行轴承47的更换、维护的功夫和时间。并且,也能够证实了:不需要为了在加工过程中不对轴承47施加负载而将球公转转速R设定得较低等来缓和加工条件,在极限加工速度下能够进行连续加工。
(性能验证实验2)
性能验证实验2是为了验证将传热管组装进换热器时对传热管进行的发夹式弯曲加工时的弯曲加工性而进行的实验,详细而言,验证了对在比较例1、2和实施例的各加工条件下制作的传热管进行了发夹式弯曲加工时在传热管的发夹式弯曲部分的管外表面产生的皱纹的产生状况、即验证了伴随着弯曲加工的管外表面的压缩变形的产生状况。
在性能验证实验2中,设定与性能验证实验1同样的比较例1、2和实施例的各加工条件,在上述的加工条件下使用外径为7mm、管壁厚为0.23mm共同的实验材(管坯1a)来制作成传热管。
在接下来进行的传热管的发夹式弯曲加工中,针对每个按照各自的加工条件制作成的传热管,制作弯曲间距为17mm、15mm的两种发夹式弯曲部分,进行了发夹式弯曲部分的皱纹的产生状况的验证。
另外,作为性能验证实验2的结果的评价方法,以发夹式弯曲部分的外观上有无产生皱纹进行了评价。在此,在发夹式弯曲部分无法从外观上确认到皱纹的情况下、或即使产生了皱纹的情况也被认定为在作为传热管的品质上没有问题的情况,评价为“没有皱纹”,认定为在作为传热管的品质上存在问题的产生皱纹的情况下,评价为“产生皱纹”。
并且,在评价为“没有皱纹”之中,无法确认到皱纹的情况(优)、即使能够确认到皱纹但是微小的皱纹的情况(良),评价为“没有皱纹(◎),除此之外的情况(可)评价为“没有皱纹(〇)”。
性能验证实验2的结果表示在表3中。
【表3】
如表3所示,对在比较例1的加工条件下制作成的传热管的发夹式弯曲部分进行了验证,结果为:弯曲间距为17mm、15mm的任一种都产生了认定为在传热管的品质上存在问题的皱纹。
相对于此,对在比较例2、实施例的加工条件下制作成的传热管的发夹式弯曲部分进行了验证,结果为:弯曲间距为17mm、15mm中的任一种都至少在传热管1的品质上不产生认定为存在问题的皱纹。
作为上述的结果的主要原因,认为是由于传热管的外表面的表面粗糙度。
详细而言,在比较例1的加工条件下制作成的传热管的管外表面为图9中的(a)中的局部放大图所示那样的表面粗糙度。另一方面,在实施例的加工条件下制作成的传热管的管外表面为图4中的(b)中的局部放大图所示那样的表面粗糙度,与比较例1的情况的管外表面相比较,表面粗糙度较小。
因而,能够证实:在比较例2、实施例的加工条件下制作成的传热管的外表面的表面粗糙度小于在比较例1的加工条件下制作成的传热管的外表面的表面粗糙度,弯曲加工性更优异。
接着,着眼于比较例2和实施例的各加工条件的情况的结果时,如表3所示,在比较例2的加工条件下制作了的传热管1的情况下,在弯曲间距为17mm的情况下,结果为“没有皱纹(◎)”,但在进行弯曲加工时在发夹式弯曲部分进一步施加负载的弯曲间距为15mm的情况下,结果为“没有皱纹(〇)”。
相对于此,在本发明的加工条件下制作成的传热管1的情况下,弯曲间距为17mm、15mm任一种中,结果都为“没有皱纹(◎)”。
根据上述的结果能够证实:在实施例的加工条件下制作了的传热管1的情况与在比较例2的加工条件下制作了的传热管200相比较,在进行了发夹式弯曲加工时,在发夹式弯曲部分更不易产生皱纹。从该情况能够证实:实施例的情况与比较例2相比较,能够制作成为发夹式弯曲加工时产生皱纹的主要原因的管表面粗糙度更小的传热管1。
另外,通常在将加工间距设定得较小的情况下,使滚轧球23在管表面进行公转而形成在管表面的滚轧球23的轨迹不易残留是显而易见的,其结果,能够使管表面粗糙度变小,因此,在发夹式弯曲部分不易产生皱纹。
由此,在表3中虽未记载,但能够证实:在实施例的加工条件下,也对在将加工间距设定为0.5mm以下这样较小的值的加工条件下制作成的传热管进行了发夹式弯曲加工时,在发夹式弯曲部分更不易产生皱纹。
在本发明的构成与上述的实施方式之间的对应中,
带有内表面槽的管与传热管1相对应,以下同样地,
管内表面翅片形成部与管内表面翅片加工部21相对应,
按压滚动体与滚轧球23加工部相对应,
旋转力传递部件与旋转力传递单元41相对应,
连结刚体也与保持嵌合块42、模具嵌合块43、旋转轴块44和紧固螺栓45相对应,本发明不限定于上述的实施方式,能够以各种实施方式构成。
这样,本发明不限定于上述的实施方式,能够以各种实施方式构成。
例如,管内表面翅片加工部21不限于使用滚轧球23,也可以使用槽形成模具、滚轧辊等其他的构成来进行滚轧。
附图标记说明
1…传热管
1a…管坯
1i…管内表面
1o…管外表面
2…翅片
10…制造装置
21…管内表面翅片加工部
22…带槽芯棒
23…滚轧球
31…下游侧缩径部
31A…下游侧缩径模具
41…旋转力传递单元
42…保持嵌合块
43…模具嵌合块
44…旋转轴块
45…紧固螺栓
X…管轴向
D1…拉拔方向
Claims (9)
1.一种带有内表面槽的管的制造方法,在该制造方法中进行翅片形成工序,该翅片形成工序如下所述:利用在管坯的外表面沿着管周向滚动的按压滚动体对管坯进行的按压使该管坯的内表面压靠于带槽芯棒,从而在管坯的内表面形成多个翅片,在该带槽芯棒的外周形成有槽,并且该带槽芯棒配置在管坯的内部,
在该制造方法中,在沿着管轴向将管坯从上游侧向下游侧拉拔的期间内,在进行所述翅片形成工序的同时进行下游侧缩径工序,在该下游侧缩径工序中,利用设置在比所述按压滚动体靠近拉拔方向的下游侧的下游侧缩径部使管坯缩径,
在所述下游侧缩径工序中,
在所述下游侧缩径部中,利用沿着管周向旋转自如地配置在管坯的外侧的下游侧缩径模具,与所述按压滚动体的管周向的旋转联动地沿着管周向一边旋转一边进行管坯的缩径。
2.根据权利要求1所述的带有内表面槽的管的制造方法,其中,
使所述下游侧缩径模具以与所述按压滚动体的管周向的旋转速度一致的旋转速度与所述按压滚动体的管周向的旋转联动。
3.根据权利要求1或2所述的带有内表面槽的管的制造方法,其中,
通过将所述按压滚动体每公转1次时的管坯的拉拔长度设为L1(mm/R),将在管坯的管周向上等分地配置的所述按压滚动体的配置数量设为N,将以P=L1/N表示的所述按压滚动体的加工间距P(mm)设定成处于0.2≤P≤0.5的范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带有内表面槽的管的制造方法,其中,
通过将通过所述下游侧缩径模具之前的所述管坯的外径设为Do(mm),将所述下游侧缩径模具的直径设为D1(mm),将以RD={(Do-D1)/Do}×100(%)表示的所述下游侧缩径模具中的管坯的外径的缩径率RD(%)设定为0.05≤RD≤3。
5.一种带有内表面槽的管的制造装置,该制造装置具有管内表面翅片形成部,该管内表面翅片形成部具有沿着管周向在管坯的外表面上滚动的按压滚动体和在外周形成有槽并配置在管内部的带槽芯棒,该管内表面翅片形成部利用所述按压滚动体对管坯进行的按压而将管坯的内表面压靠于所述带槽芯棒而在该管坯的内表面形成多个翅片,其中,
在对管坯进行拉拔的拉拔方向上的比所述管内表面翅片形成部靠近下游侧的位置设置有下游侧缩径部,
所述下游侧缩径部具有沿着管周向旋转自如地配置在管坯的外侧的下游侧缩径模具,
在拉拔方向上的从所述按压滚动体至所述下游侧缩径模具之间的至少一部分上设置有用于将所述按压滚动体的管周向的旋转力向所述下游侧缩径模具传递的旋转力传递部件。
6.根据权利要求5所述的带有内表面槽的管的制造装置,其中,
所述旋转力传递部件由连结刚体构成,该连结刚体由容许利用所述按压滚动体的管周向的旋转而使所述下游侧缩径模具以与该按压滚动体的管周向的旋转速度一致的旋转速度旋转的刚体构成,
利用所述连结刚体将所述按压滚动体和所述下游侧缩径模具结合成一体。
7.根据权利要求5或6所述的带有内表面槽的管的制造装置,其中,
通过将所述按压滚动体每公转1次时的管坯的拉拔长度设为L1(mm/R),将在管坯的管周向上等分地配置的所述按压滚动体的配置数量设为N,将以P=L1/N表示的所述按压滚动体的加工间距P(mm)设定成处于0.2≤P≤0.5的范围。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的带有内表面槽的管的制造装置,其中,
通过将通过所述下游侧缩径模具之前的所述管坯的外径设为Do(mm),将所述下游侧缩径模具的直径设为D1(mm),将以RD={(Do-D1)/Do}×100(%)表示的所述下游侧缩径模具中的管坯的外径的缩径率RD(%)设定为0.05≤RD≤3。
9.一种带有内表面槽的管,该带有内表面槽的管是通过权利要求1至4中任一项所述的带有内表面槽的管的制造方法或者使用权利要求5至8中任一项所述的带有内表面槽的管的制造装置制造成的,所述带有内表面槽的管的管轴向上的外表面平均粗糙度Ra(μm)处于0.05≤Ra≤0.5的范围。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-005589 | 2011-01-14 | ||
JP2011005589 | 2011-01-14 | ||
PCT/JP2012/050352 WO2012096295A1 (ja) | 2011-01-14 | 2012-01-11 | 内面溝付管及びその製造方法並びにその製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103097047A true CN103097047A (zh) | 2013-05-08 |
Family
ID=46507190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012800023888A Pending CN103097047A (zh) | 2011-01-14 | 2012-01-11 | 带有内表面槽的管及其制造方法和制造装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5224423B2 (zh) |
CN (1) | CN103097047A (zh) |
WO (1) | WO2012096295A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110978861A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 温州大学 | 一种大管径针管笔头的缩颈方法 |
CN111531050A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-08-14 | 温州文星制笔有限公司 | 一种针管型笔头制造装备 |
CN113020460A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-25 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种形状记忆合金管接头的扩径方法 |
CN113305174A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-27 | 江苏兴荣高新科技股份有限公司 | 一种内螺纹铜管或内螺纹铝管及其制造方法和生产线 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101521353B1 (ko) * | 2013-12-03 | 2015-05-18 | 주식회사 에스엠아이 | 보일러 열교환기용 연관 제조 장치 |
CN104889195B (zh) * | 2015-06-09 | 2016-09-07 | 常州市腾田液压机械有限公司 | 中大口径管材联合成形工艺及成形装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5724844A (en) * | 1996-01-19 | 1998-03-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Inner grooved tube forming apparatus |
CN1312140A (zh) * | 2001-04-06 | 2001-09-12 | 上海申马铜业科技股份有限公司 | 计算机散热用异形铜管的制造方法 |
JP2002292419A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kobe Steel Ltd | 管の縮径方法及び管の縮径装置 |
JP2002292420A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kobe Steel Ltd | 管の抽伸方法、シームレス内面溝付伝熱管の製造方法及びシームレス内面溝付伝熱管 |
CN1524642A (zh) * | 2003-02-28 | 2004-09-01 | 日立电线株式会社 | 螺旋形内开槽金属管及其制造方法 |
JP2010131661A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付管及びその製造方法 |
JP2010188356A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付管の製造装置及び製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2590568B2 (ja) * | 1989-08-30 | 1997-03-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 金属管内外面加工装置 |
-
2012
- 2012-01-11 JP JP2012534895A patent/JP5224423B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-01-11 CN CN2012800023888A patent/CN103097047A/zh active Pending
- 2012-01-11 WO PCT/JP2012/050352 patent/WO2012096295A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5724844A (en) * | 1996-01-19 | 1998-03-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Inner grooved tube forming apparatus |
JP2002292419A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kobe Steel Ltd | 管の縮径方法及び管の縮径装置 |
JP2002292420A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-08 | Kobe Steel Ltd | 管の抽伸方法、シームレス内面溝付伝熱管の製造方法及びシームレス内面溝付伝熱管 |
CN1312140A (zh) * | 2001-04-06 | 2001-09-12 | 上海申马铜业科技股份有限公司 | 计算机散热用异形铜管的制造方法 |
CN1524642A (zh) * | 2003-02-28 | 2004-09-01 | 日立电线株式会社 | 螺旋形内开槽金属管及其制造方法 |
JP2010131661A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付管及びその製造方法 |
JP2010188356A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付管の製造装置及び製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110978861A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 温州大学 | 一种大管径针管笔头的缩颈方法 |
CN110978861B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-01-15 | 温州大学新材料与产业技术研究院 | 一种大管径针管笔头的缩颈方法 |
CN111531050A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-08-14 | 温州文星制笔有限公司 | 一种针管型笔头制造装备 |
CN113020460A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-25 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种形状记忆合金管接头的扩径方法 |
CN113305174A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-27 | 江苏兴荣高新科技股份有限公司 | 一种内螺纹铜管或内螺纹铝管及其制造方法和生产线 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012096295A1 (ja) | 2012-07-19 |
JPWO2012096295A1 (ja) | 2014-06-09 |
JP5224423B2 (ja) | 2013-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103097047A (zh) | 带有内表面槽的管及其制造方法和制造装置 | |
CN100442000C (zh) | 一种高翅片热交换管的加工方法 | |
KR101717072B1 (ko) | 열전달관 및 열전달관의 제조방법 | |
MX2007002102A (es) | Tubo intercambiador de calor estructurado y metodo para su produccion. | |
WO2016010113A1 (ja) | 内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置 | |
CN102626734A (zh) | 换热设备用螺旋扁管辊轧成型机 | |
JP2008087004A (ja) | 内面溝付管の製造方法,製造装置及び内面溝付管 | |
CN102019321A (zh) | 一种整体螺旋翅片管辊轧刀具及整体螺旋翅片管辊轧机 | |
CN202860982U (zh) | 一种钢管定减径机轧辊以及采用该轧辊的钢管定减径机 | |
CN100566916C (zh) | 铜或铜合金管的制造方法 | |
CN109983294A (zh) | 传热管、热交换器及传热管的制备方法 | |
CN2207242Y (zh) | 金属管内表面螺旋沟槽成型装置 | |
JPH10314837A (ja) | 螺旋状異形管及びその成形方法並びに成形装置 | |
CN103331349B (zh) | 椭圆螺旋扁管制备装置和方法 | |
JP2013111605A (ja) | 内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置 | |
JP6316698B2 (ja) | 内面螺旋溝付管およびその製造方法と熱交換器 | |
CN202762754U (zh) | 一种轧花拔丝机 | |
CN210108114U (zh) | 内微肋丁胞复合强化换热管及采用该换热管的设备 | |
JP5227771B2 (ja) | 内面溝付管及びその製造方法 | |
JPS61125592A (ja) | 伝熱管及びその製造装置 | |
CN201644522U (zh) | 一种螺纹钢防止弯钢的装置 | |
JP2012076126A (ja) | 内面溝付管の製造装置及び製造方法 | |
JP6358720B2 (ja) | 内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置 | |
JPS61209723A (ja) | 伝熱管の製造方法 | |
CN201091983Y (zh) | 冷轧钢挤出机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130508 |