CN103191979B - 一种加工翅片管的刀具组合 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加工翅片管的刀具组合，包括主轴（8），固定套设在主轴（8）上的过渡刀片（1），定型刀片（3），以及夹在过渡刀片中间的过渡垫片（2），夹在定型刀片中间的定型垫片（5），夹在过渡刀片与定型刀片中间的定位垫片（4），用于锁紧及固定刀片的垫圈（6）和螺母（7），其特征在于：保持过渡刀片（1）不变；定型刀片（3）的厚度大于过渡刀片（1）的厚度；通过不同刀具和垫片的组合，实现减薄翅片厚度从而达到降低翅片管单位长度重量的目的。本发明的优点和有益效果包括：翅片厚度减薄，降低翅片管单位长度重量，节约成本；保证了翅片定型前的翅片高度和翅片形状；加工过程中的稳定性较高；降低换模时间，提高工作效率；垫片可以重复利用；刀具组合排列方式简单；刀具成本低，刀片使用时间长。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，特别涉及一种加工翅片管的刀具组合的改进。
背景技术
在制冷和空调技术及能源技术的许多领域内都会遇到传热问题，在这些领域内经常用管束式换热器进行传热。而管束式换热器中的关键部件——换热管，是决定其加工成本及换热效率的核心。换热管的形式多种多样，但目前翅片管的应用最为普遍。
翅片管作为换热、散热原件在制冷、化工、冶金等众多行业得到了广泛应用。翅片管主要是通过增加热传导的面积来提高换热效率，目前的翅片管通常是做成整体螺旋形。这种整体螺旋形翅片管是直接在金属管件表面轧制螺旋翅片，翅片本身就是金属管的一部分，不存在间隙热阻等问题，因而备受人们的青睐。然而随着各行业的稳步发展，节能、高效、低成本的理念要求越来越高。整体翅片管作为制冷、传热等领域的常用部件，也随着时代的发展被不断优化。
传统加工翅片管刀具为了达到减薄翅片管翅片的目的通常是采用整体减薄垫片或减小开刃刀片α角度的方法，虽然有时也能够达到减薄翅片的目的，但会出现翅片的高度较低或加工的难度较大或表面质量不好等各种问题。现有技术中，整体翅片管主要是采用三辊（也有采用四辊）旋轧技术进行生产（详见公布号CN 102019321 A）。三辊旋轧的刀具通常是采用如图1和图2所示的排列组合方式，图1所示的排列方式主要特点是：刀片采用开刃刀片（如图6所示刀片），相对排列方式简单，容错率较高，刀具使用寿命略高，加工的翅片呈三角形等。缺点是：刀具成本较高，翅片管单位长度重量较高，翅片高度相对较低。如果想实现减薄翅片只有通过减小开刃刀片刃口角度，但由于金属加工的金属流动性和复杂力学的存在，如果一味减小开刃刀片刃口角度将会出现翅片减薄但翅片高度较低或翅片烂翅等不稳定现象；图2所示的排列方式主要特点是：相对图1加工方法，图2加工方法能够加工出相对更薄的翅片；刀片采用未开刃刀片（如图8所示刀片），刀具成本低，加工出来的翅片管单位长度重量略低，垫片可以重复利用。缺点是：加工过程中的稳定性较差，尤其是如果想实现减薄翅片只有通过减薄垫片来实现，但由于金属加工的金属流动性和复杂力学的存在，如果一味减薄垫片将会出现翅片减薄但翅片高度较低或翅片烂翅等不稳定现象。
本发明通过组合排列的刀具在结构上的改进，能够有效地解决减薄翅片管或高效管的翅片，调整管内外翅片高度，优化翅片形状，增加加工稳定性等等技术问题，从而达到降低生产成本，减少工装模具损耗，提高生产效率，增加设备有效生产时间的目的。
发明内容
发明目的：提供一种组合刀具，克服现有技术的不足，减薄翅片管的翅片，调整管内外翅片高度，优化翅片形状，增加加工稳定性，降低翅片管单位长度重量，从而降低生产成本。
技术方案：一种加工翅片管的刀具组合，包括主轴8，固定套设在主轴8上的过渡刀片1，定型刀片3，以及夹在过渡刀片中间的过渡垫片2，夹在定型刀片中间的定型垫片5，夹在过渡刀片与定型刀片中间的定位垫片4，用于锁紧及固定刀片的垫圈6和螺母7，其中所述定型刀片3为外径最大的一片刀或多刀片组合，所述过渡刀片1为除外径最大的刀片以外的外径逐渐变大的多刀片组合，其特征在于：
保持过渡刀片1不变，保证翅片定型前的翅片高度和翅片形状；增大所有定型刀片3的厚度，使得所有定型刀片3的厚度一致且大于过渡刀片1的厚度；减小定型垫片5、定位垫片4的厚度，使过渡垫片2、定位垫片4、定型垫片5的厚度依次递减；可根据翅片螺距及过渡刀片、过渡垫片和定型刀片的厚度计算定位垫片4的厚度，使定型刀片3与过渡刀片1形成固定螺距。
或者，保持过渡刀片1不变，保证翅片定型前的翅片高度和翅片形状；增大最后一片定型刀片3的厚度，而使其它定型刀片3与过渡刀片1厚度一致；过渡垫片2、定位垫片4、定型垫片5的厚度一致。
所述过渡垫片2、定位垫片4、定型垫片5为碟形垫片，根据实际需要设置，在某些组合中，可以不采用以上垫片或只采用其中一种或两种垫片。
所述过渡刀片1、定型刀片3为碟形刀片，按外边缘形状分类分为开刃刀片和未开刃刀片。
所述碟形刀片外圆顶部有倒角或圆弧过渡。
所述未开刃刀片是指碟形刀片除外圆顶部的倒角或圆弧过渡以外其他部分厚度均匀一致的刀片，开刃刀片是指碟形刀片除外圆顶部的倒角或圆弧过渡以外其他部分厚度并非均匀一致的刀片，其主要包括三角形开刃方式、凸形开刃方式。
所述刀具组合在翅片成型机上使用时需根据设备滚轧头数，同时使用3到6组刀。
所述刀具组合的一组刀中的刀片数量为2到50片。
所述刀具组合的刀片外径大小为20mm到300mm。
所述刀具组合的一组刀中的垫片数量为1到50片。
所述刀具组合的垫片外径大小为18mm到295mm。
所述刀具组合的混合排列方式包括但不限于以下几种：
1）不同厚度的开刃刀片组合；2）开刃刀片与开刃刀片加垫片的组合；3）开刃刀片与未开刃刀片加垫片的组合；4）开刃刀片加垫片与不同厚度的开刃刀片加不同厚度的垫片的组合；5）开刃刀片加垫片与未开刃刀片加垫片的组合；6）未开刃刀片加垫片与不同厚度的未开刃刀片加不同厚度的垫片的组合。
以上方案的原理为：保持过渡刀片1不变，能保证翅片定型前的翅片高度和翅片形状；刀具在挤压翅片过程中定型刀片3受力最大，也最容易损坏，将定型刀片3变厚能够有效的提高刀片寿命，提高工作效率，降低换模时间；通过不同刀具和垫片的组合，实现减薄翅片厚度从而达到降低翅片管单位长度重量的目的；同时从过渡刀片到定型刀片外径的逐渐变大，得到逐渐增高的翅片。
本发明的优点和有益效果：
1、翅片厚度减薄，降低翅片管单位长度重量，节约成本；2、保证了翅片定型前的翅片高度和翅片形状；3、加工过程中的稳定性较高；4、降低换模时间，提高工作效率；5、垫片可以重复利用；6、刀具组合排列方式简单；7、刀具成本低，刀片使用时间长。
附图说明
图1是一种现有技术开刃刀片组合及加工模型示意图（显示其中一组刀）；
图2是一种现有技术未开刃刀片组合及加工模型示意图（显示其中一组刀）；
图3是一种现有技术未开刃刀片组合及加工模型示意图（双刀组模型，显示其中一组刀）；
图4是本发明技术实施例一、二未开刃刀片组合及加工模型示意图（显示其中一组刀）；
图5是本发明技术实施例三开刃刀片组合及加工模型示意图（显示其中一组刀）；
图6是开刃刀片结构示意图；
图7是图6中A处放大图；
图8是未开刃刀片结构示意图；
图9是图8中B处放大图。
以上附图中所标注的附图标记分别为：
1—过渡刀片，2—过渡垫片，3—定型刀片，4—定位垫片，5—定型垫片，6—垫圈，7—螺母，8—主轴，9—间隔垫块，10—加厚定型刀片，11—管坯，12—芯头，13—过渡翅片，14—定位翅片，15—定型翅片，16—加工段。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例一，如图4所示，按照本实施例的加工翅片管的刀具及组合包括主轴8，固定套设在主轴8上的从左到右依次有过渡刀片1，夹在过渡刀片中间的过渡垫片2，排在过渡刀片1后位置的定位垫片4，定型刀片3，定型垫片5，用于锁紧及固定刀片的垫圈6和螺母7。
在本实施例中采用未开刃刀片加垫片与不同厚度的未开刃刀片加不同厚度的垫片的组合，过渡刀片1厚度为0.4mm，从左到右过渡刀片一共9片，刀片外径依次为65.4mm，65.6mm，65.8mm，66mm，66.2mm，66.4mm，66.6mm，66.8mm，67mm。过渡刀片1中间为过渡垫片2厚度0.25mm、外径64mm共8片。过渡刀片1与过渡垫片2的组合用于切开待加工管坯11表面金属使所述管坯11表面形成逐渐增高的过渡翅片13，同时配合芯头12形成内齿。本实施例中定型刀片3的厚度为0.5mm外径为67.1mm，定型垫片5的厚度为0.15mm外径为64mm。定位垫片4根据翅片螺距及过渡刀片厚度、过渡垫片厚度和定型刀片厚度计算得到。在本实施例中加工翅片螺距为0.65mm，过渡刀片1厚度为0.4mm，过渡垫片厚度为0.25mm，定型刀片厚度为0.5mm，因此为了使定型刀片3与过渡刀片1形成固定螺距，计算得到定位垫片4的厚度为0.2mm。定位垫片4同时与定型刀片3结合继续挤压过渡翅片13，由于定位垫片4的厚度相对过渡垫片2较薄得到的定位翅片14的翅片要比过渡翅片13更薄，同理定型刀片3与定型垫片5结合继续挤压定位翅片14，由于定型垫片5的厚度相对定位垫片4较薄得到的定型翅片15的翅片要比定位翅片14更薄。同时如图3所示的从过渡刀片到定型刀片的逐渐变大从而得到逐渐增高的翅片。
实施例二，本实施例先采用现有技术如图2所示：采用过渡刀片1与过渡垫片2的现有技术的组合。过渡刀片1厚度为0.45mm，外径从左到右依次为65.4mm，65.6mm，65.8mm，66mm，66.2mm，66.4mm，66.6mm，66.8mm，67mm共9片，定型刀片3厚度为0.45mm，外径为67.1mm，共2片；过渡垫片2厚度为0.1mm，外径为64mm，共9片，定型垫片5厚度为0.1mm，外径为64mm，共1片。本实施例在加工试验过程中加工出的定型翅片15最大高度为0.7mm，翅片厚度为0.12mm，如果在达到定型翅片15最大高度为0.7mm后继续进刀会出现加工段16乱翅，表面不良，烂翅，震动过大等不稳定现象。本实施例之后采用本发明技术如图3所示，采用未开刃刀片加垫片与不同厚度的未开刃刀片加不同厚度的垫片的组合，过渡刀片1厚度为0.35mm，从左到右过渡刀片一共9片，刀片外径依次为65.4mm，65.6mm，65.8mm，66mm，66.2mm，66.4mm，66.6mm，66.8mm，67mm。过渡刀片1中间为过渡垫片2厚度0.2mm、外径64mm共8片。定型刀片3的厚度为0.45mm外径为67.1mm，定位垫片的厚度为0.15mm外径为64mm，定型垫片5的厚度为0.1mm外径为64mm。通过多次试验本实施例采用本发明技术后加工出的定型翅片15可很容易达到高度0.95mm，翅片厚度为0.12mm。并且从未出现加工段16乱翅，表面不良，烂翅，震动过大等不稳定现象。
本实施例材料选用铜，刀片采用淬火钢制成，其热处理硬度大于HRC60，适合加工铜翅片管。
实施例三，本实施例先采用现有技术如图1所示：采用过渡开刃刀片1的现有技术的组合。过渡刀片1厚度为0.9mm，开刃角度α为13°外径从左到右依次为65.4mm，65.6mm，65.8mm，66mm，66.2mm，66.4mm，66.6mm，66.8mm，67mm，定型刀片3厚度为0.9mm，开刃角度α为13°外径为67.1mm，共2片；本实施例在加工试验过程中加工出的定型翅片15最大高度为1.5mm，经试验加工加工段16长度100000m，平均加工加工段16长度为400m时定型刀片3出现崩裂或变形等现象。实施例之后采用本发明技术如图5所示，采用不同厚度的开刃刀片组合。过渡刀片1厚度为0.9mm，开刃角度α为13°外径从左到右依次为65.4mm，65.6mm，65.8mm，66mm，66.2mm，66.4mm，66.6mm，66.8mm，67mm，定型刀片3厚度为0.9mm，开刃角度α为13°外径为67.1mm，共1片，加厚定型刀片10厚度为1.05mm，开刃角度α为15°外径为67.1mm，共1片；本实施例在加工试验过程中加工出的定型翅片15最大高度为1.5mm，经试验加工加工段16长度100000m，平均加工加工段16长度为1000m时定型刀片3或加厚定型刀片10出现崩裂或变形等现象。从而有效的降低了生产成本，减少了工装模具损耗，增加了生产效率，提高了设备有效生产时间。
本实施例材料选用铜，刀片采用淬火钢制成，其热处理硬度大于HRC60，适合加工铜翅片管。
图6—图9显示碟形开刃、未开刃刀片的形状及外圆顶部的倒角或圆弧过渡。
Claims (6)
1.一种加工翅片管的刀具组合，包括主轴(8)，固定套设在主轴(8)上的过渡刀片(1)，定型刀片(3)，以及夹在过渡刀片中间的过渡垫片(2)，夹在定型刀片中间的定型垫片(5)，夹在过渡刀片与定型刀片中间的定位垫片(4)，用于锁紧及固定刀片的垫圈(6)和螺母(7)，其中所述定型刀片(3)为外径最大的多刀片组合，所述过渡刀片(1)为除外径最大的刀片以外的外径逐渐变大的多刀片组合，其特征在于：
保持过渡刀片(1)厚度不变；所有定型刀片(3)的厚度一致且大于过渡刀片(1)的厚度；过渡垫片(2)、定位垫片(4)、定型垫片(5)的厚度依次递减；可根据翅片螺距及过渡刀片、过渡垫片和定型刀片的厚度计算定位垫片(4)的厚度，使定型刀片(3)与过渡刀片(1)形成固定螺距。
2.一种加工翅片管的刀具组合，包括主轴(8)，固定套设在主轴(8)上的过渡刀片(1)，定型刀片(3)，以及夹在过渡刀片中间的过渡垫片(2)，夹在定型刀片中间的定型垫片(5)，夹在过渡刀片与定型刀片中间的定位垫片(4)，用于锁紧及固定刀片的垫圈(6)和螺母(7)，其中所述定型刀片(3)为外径最大的多刀片组合，所述过渡刀片(1)为除外径最大的刀片以外的外径逐渐变大的多刀片组合，其特征在于：
保持过渡刀片(1)厚度不变；增大最后一片定型刀片(3)的厚度，而使其它定型刀片(3)与过渡刀片(1)厚度一致；过渡垫片(2)、定位垫片(4)、定型垫片(5)的厚度一致。
3.如权利要求1或2所述的加工翅片管的刀具组合，其特征在于：所述过渡垫片(2)、定位垫片(4)、定型垫片(5)为碟形垫片。
4.如权利要求1或2所述的加工翅片管的刀具组合，其特征在于：所述过渡刀片(1)、定型刀片(3)为碟形刀片。
5.如权利要求1或2所述的加工翅片管的刀具组合，其特征在于：所述刀具组合在翅片成型机上使用时需根据设备滚轧头数，同时使用3到6组刀。
6.如权利要求5所述的加工翅片管的刀具组合，其特征在于：所述刀具组合的一组刀中的刀片数量为2到50片；所述刀具组合的刀片外径大小为20mm到300mm；所述刀具组合的一组刀中的垫片数量为1到49片；所述刀具组合的垫片外径大小为18mm到295mm。
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Denomination of invention: Combined cutting tool for processing finned tube Effective date of registration: 20171215 Granted publication date: 20150401 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Wuxi Golden Dragon Kawamura Precision Tube Co., Ltd.|Chongqing Longyu Precision Copper Tube Co., Ltd.|Henan Longhui Copper Industry Co., Ltd.|Xinxiang Jinxiang Precision Pipe Fittings Co., Ltd.|Xinxiang Longteng Refrigeration Technology Co.,Ltd.|Jiangsu Canghuan Copper Industry Co.,Ltd.|Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd.|Guangdong Longfeng Precise Copper Tube Co., Ltd. Registration number: 2017990001045 |
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Date of cancellation: 20190814 Granted publication date: 20150401 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Registration number: 2017990001045 |
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Denomination of invention: Combined cutting tool for processing finned tube Effective date of registration: 20190830 Granted publication date: 20150401 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Registration number: Y2019990000127 |