CN104259282A - 钛或钛合金翅片管的成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钛或钛合金翅片管的成形装置，包括：内芯头，用于固定钛或钛合金母管；与所述内芯头配合设置的第一刀片组和第二刀片组，所述第一刀片组用于对所述钛或钛合金母管进行预加工，形成钛或钛合金预成形管；所述第二刀片组用于对钛或钛合金预成形管进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管；结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，有效简化生产流程，提高生产效率。

Description

钛或钛合金翅片管的成形装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种钛或钛合金翅片管的成形装置。

背景技术

在船舶制造领域，涉及到海洋性环境、气候的影响，船舶上所有的结构件都需要考虑到耐腐蚀性的影响，尤其是用于主机的空冷器、汽轮机、热交换器、润滑油冷却、给水加热器等涉及到热交换的空心管件，一方面要考虑结构的刚性需求，另一方面还要考虑到耐腐蚀性的需求，因为是换热管件，还要考虑换热的需求，在这三方面都需要兼顾的情况下，钛或钛合金翅片管正逐步用于船舶行业热交换管，但是钛或钛合金因为其比强度高、加工硬化速度快，难以冷成形，导致加工困难，因此无法规模化生产。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种钛或钛合金翅片管的成形装置，易于对钛或钛合金母管进行加工形成钛或钛合金翅片管。

一种钛或钛合金翅片管的成形装置，包括：

内芯头，用于固定钛或钛合金母管；

与所述内芯头配合设置的第一刀片组和第二刀片组，所述第一刀片组用于对所述钛或钛合金母管进行预加工，形成钛或钛合金预成形管；所述第二刀片组用于对所述钛或钛合金预成形管进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管。

进一步地，所述第一刀片组和第二刀片组之间间隔预设距离。

进一步地，所述第一刀片组包括N个第一刀片，其中N为大于1的整数，各个所述第一刀片之间设有第一垫片。

进一步地，所述各个第一刀片的外径依次递增。

进一步地，所述第二刀片组包括M个第二刀片，其中M为大于1的整数，各个所述第二刀片之间设有第二垫片，所述第二垫片的厚度与所述第一垫片的厚度相同，所述第二刀片的厚度与所述第一刀片的厚度相同。

进一步地，所述各个第二刀片的外径依次递增，其中外径最小的第二刀片的外径大于第一刀片组中外径最大的第一刀片的外径。

进一步地，所述钛或钛合金翅片管的成形装置还包括管形刀片，所述管形刀片用于对经第二刀片组增量加工后形成的钛或钛合金翅片管的翅形进行调整。

进一步地，所述预设距离满足以下等式：

L1＝t1+X(t1+t2)；

其中L1为所述预设距离，t1为所述第一垫片的厚度，t2为所述第一刀片的厚度，X为大于或等于1的整数。

进一步地，所述钛或钛合金翅片管的成形装置还包括用于对经第一刀片组预加工成形后的钛或钛合金预成形管进行在线退火的退火装置，所述退火装置设置于所述第一刀片组和第二刀片组之间的区域。

进一步地，所述内芯头的表面为光滑表面或螺旋形表面。

本发明提供的钛或钛合金翅片管的成形装置，通过第一刀片组对钛或钛合金母管进行预加工成形，再通过第二刀片组进行增量加工形成钛或钛合金翅片管，结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，有效简化生产流程，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的钛或钛合金翅片管的成形装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的钛或钛合金翅片管的成形装置形成的钛或钛合金翅片管第一种翅形的结构示意图。

图3为本发明提供的钛或钛合金翅片管的成形装置形成的钛或钛合金翅片管第二种翅形的结构示意图。

图4为本发明提供的钛或钛合金翅片管的成形装置形成的钛或钛合金翅片管第三种翅形的结构示意图。

图5为本发明提供的钛或钛合金翅片管的制造方法第一种实施例的流程图。

图6为本发明提供的钛或钛合金翅片管的制造方法第二种实施例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

实施例一

参考图1，本实施例提供一种钛或钛合金翅片管的成形装置，包括：

内芯头1，用于固定钛或钛合金母管2；

与内芯头1配合设置的第一刀片组4和第二刀片组5，第一刀片组4用于对钛或钛合金母管2进行预加工，形成钛或钛合金预成形管；第二刀片组5用于对钛或钛合金预成形管进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管。

本实施例提供的钛或钛合金翅片管的成形装置，通过第一刀片组对钛或钛合金母管进行预加工成形，再通过第二刀片组进行增量加工形成钛或钛合金翅片管，结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，有效简化生产流程，提高生产效率。

本发明中所述的钛或钛合金翅片管为钛翅片管或钛合金翅片管，钛或钛合金母管为钛母管或钛合金母管，钛或钛合金母管的外表面为光滑面。

具体地，参考图1，第一刀片组4和第二刀片组5通过支撑装置3进行支撑，并与内芯头1配合设置，加工时，将钛合金母管2套设在内芯头上，依次经过第一刀片组4和第二刀片组5进行滚轧加工成形，形成钛或钛合金翅片管。

其中，内芯头1采用硬质材料制成，内芯头1的表面为光滑表面或螺旋形表面，使其与钛或钛合金母管2内壁相适配。

通过内芯头1、第一刀片组4和第二刀片组5的配合，能够有效减小加工过程中管材的震动，提高加工过程的稳定性。

参考图1，作为一种优选的实施方式，第一刀片组4包括N个第一刀片4a，其中N为大于1的整数，各个第一刀片4a之间设有第一垫片4b。

进一步地，各个第一刀片4a的外径依次递增，以实现对钛或钛合金母管2的增量加工。

N的数值可根据实际的需求设定，此外，调整第一垫片4b的厚度可以调整翅片的螺距大小。

钛或钛合金母管2的外表面依次经过第一刀片组4中外径递增的各个第一刀片4a进行切割，形成钛或钛合金预成形管，钛或钛合金预成形管具有初步的翅形。

作为一种优选的实施方式，第二刀片组5包括M个第二刀片5a，其中M为大于1的整数，各个第二刀片5a之间设有第二垫片5b，第二垫片5b的厚度与第一垫片4b的厚度相同，第二刀片5a的厚度与第一刀片4a的厚度相同。

进一步地，各个第二刀片5a的外径依次递增，其中外径最小的第二刀片的外径大于第一刀片组4中外径最大的第一刀片的外径。

M的数值根据实际需求设定，第二垫片5b的厚度与第一垫片4b的厚度相同、第二刀片5a的厚度与第一刀片4a的厚度相同，使得通过第一刀片组4预加工初步成形的翅形能够与第二刀片组5相适配。

经过第一刀片组4预加工成形后的钛或钛合金预成形管再经过第二刀片组5中外径依次递增的各个第二刀片5a依次进行增量切割，逐步增加翅片的深度，最终形成钛或钛合金翅片管6。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的钛或钛合金翅片管的成形装置还包括管形刀片5c，管形刀片5c用于对经第二刀片组5增量加工后形成的钛或钛合金翅片管6的翅形进行调整。

管形刀片5c设置于第二刀片组5之后，钛或钛合金翅片管6的翅形由管形刀片5的形状决定。

参考图2，作为第一种可选的实施方式，如果撤掉管形刀片5c，则形成的第一翅形6a如图2所示。

参考图3，作为第二种可选的实施方式，通过管形刀片5可形成第二翅形6b，如图3所示。

参考图4，作为第三种可选的实施方式，通过管形刀片5可形成第三翅形6c，如图4所示。

通过管形刀片5c，可适应不同翅形的钛或钛合金翅片管的生产需求。

作为一种优选的实施方式，第一刀片组4和第二刀片组5之间间隔预设距离L1。

第一刀片组4和第二刀片组5之间的区域为退火装置7的工作区域。

具体地，预设距离L1满足以下等式：

L1＝t1+X(t1+t2)；   (1)

其中L1为预设距离，t1为第一垫片4b的厚度，t2为第一刀片4a的厚度，X为大于或等于1的整数。

预设距离L1满足等式(1)，使得通过第一刀片组4预加工初步成形的翅片到达第二刀片组5时能够与第二刀片组5相适配。

作为一种优选的实施方式，本实施例提供的钛或钛合金翅片管的成形装置还包括用于对经第一刀片组4预加工成形后的钛或钛合金预成形管进行在线退火的退火装置7，退火装置7设置于第一刀片组4和第二刀片组5之间的区域。

作为一种优选的实施方式，退火装置7包括氩气吹扫装置8和加热装置9，氩气吹扫装置8用于对经第一刀片组4预加工成形后的钛或钛合金预成形管进行吹氩气操作，加热装置9用于对钛或钛合金母管进行加热，使得钛或钛合金母管接近软态，更易于切割。

加热装置9可以为激光加热装置、电子束加热装置或感应加热装置，本实施例对此并不限制。

本实施例提供的钛或钛合金翅片管的成形装置，通过第一刀片组对钛或钛合金母管进行预加工成形，中间经过退火装置进行在线退火，再通过第二刀片组进行增量加工形成钛或钛合金翅片管，结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，有效简化生产流程，提高生产效率；通过内芯头与第一刀片组和第二刀片组的配合，能够有效减少加工过程中管材的震动，提高加工过程的稳定性。

实施例二

参考图5，本实施例提供一种钛或钛合金翅片管的制造方法，包括：

步骤S101，将钛或钛合金母管固定于内芯头上；

步骤S102，通过第一刀片组对所述钛或钛合金母管进行预加工，形成钛或钛合金预成形管；

步骤S103，对所述钛或钛合金预成形管进行在线退火；

步骤S104，将在线退火后的钛或钛合金预成形管通过第二刀片组进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管。

钛或钛合金翅片管的成形装置结构请参考实施例一，在此不在赘述。

本实施例提供的钛或钛合金翅片管的制造方法，通过第一刀片组对钛或钛合金母管进行预加工成形，再通过第二刀片组进行增量加工形成钛或钛合金翅片管，结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，有效简化生产流程，提高生产效率。

第一刀片组和第二刀片组通过支撑装置进行支撑，并与内芯头配合设置，加工时，将钛合金母管套设在内芯头上，依次经过第一刀片组和第二刀片组进行滚轧加工成形，形成钛或钛合金翅片管。

通过内芯头、第一刀片组和第二刀片组的配合，能够有效减小加工过程中管材的震动，提高加工过程的稳定性。

作为一种优选的实施方式，第一刀片组包括N个第一刀片，其中N为大于1的整数，各个第一刀片之间设有第一垫片，各个第一刀片的外径依次递增。

通过第一刀片组对所述钛或钛合金母管进行预加工，形成钛或钛合金预成形管，包括：

将钛或钛合金母管依次经过各个第一刀片进行增量切割，以在所述钛或钛合金母管表面形成初步翅形。

钛或钛合金预成形管具有初步的翅形。

由于第一刀片组中的第一刀片的外径依次递增，因此切割的深度也在逐渐递增，经过一定数量的第一刀片切割后，则可在钛或钛合金母管表面形成初步的翅形。

N的数值可根据实际的需求设定，此外，调整第一垫片的厚度可以调整翅片的螺距大小。

具体地，步骤S103，对，钛或钛合金预成形管进行在线退火，包括：

通过氩气吹扫装置进行氩气吹扫操作。

通过加热装置进行加热操作。

氩气吹扫装置用于对经第一刀片组预加工成形后的钛或钛合金预成形管进行吹氩气操作，以防止钛或钛合金母管表面的金属氧化；加热装置用于对钛或钛合金预成形管进行加热，使得钛或钛合金预成形管接近软态，更易于第二刀片组对其进行切割。

第一刀片组和第二刀片组之间间隔预设距离，预设距离满足以下等式：

L1＝t1+X(t1+t2)；

其中L1为所述预设距离，t1为所述第一垫片的厚度，t2为所述第一刀片的厚度，X为大于或等于1的整数。

预设距离L1满足上述等式，使得通过第一刀片组预加工初步成形的翅片到达第二刀片组时能够与第二刀片组相适配。

氩气吹扫装置和加热装置正对于第一刀片组和第二刀片组之间的区域，以便于钛或钛合金母管经过第一刀片组预加工成形后进行退火操作。

进一步地，第二刀片组包括M个第二刀片，其中M为大于1的整数，各个第二刀片之间设有第二垫片，第二垫片的厚度与第一垫片的厚度相同，第二刀片的厚度与第一刀片的厚度相同，各个第二刀片的外径依次递增，其中外径最小的第二刀片的外径大于第一刀片组中外径最大的第一刀片的外径，以实现增量加工。

具体地，将在线退火后的钛或钛合金预成形管通过第二刀片组进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管，包括：

将在线退火后的钛或钛合金预成形管依次经过各个第二刀片进行再次增量切割，形成钛或钛合金翅片管。

由于第二刀片组中的第二刀片的外径均大于第一刀片且依次递增，经过第一刀片组预加工成形后的钛或钛合金预成形管再经过第二刀片组中外径依次递增的各个第二刀片依次进行增量切割，进一步增加翅片的深度，最终形成钛或钛合金翅片管。

作为一种优选的实施方式，参考图6，将在线退火后的钛或钛合金预成形管通过第二刀片组进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管之后，还包括：

步骤S105，通过管形刀片对形成的钛或钛合金翅片管的翅形进行调整。

管形刀片用于对经第二刀片组增量加工后形成的钛或钛合金翅片管的翅形进行调整。

管形刀片设置于第二刀片组之后，钛或钛合金翅片管的翅形由管形刀片的形状决定。

通过设置不同形状的管形刀片，可形成如图2、图3、图4所示的翅形，以满足不同翅形的生产需要。

本实施例提供的钛或钛合金翅片管的制造方法，通过第一刀片组对钛或钛合金母管进行预加工成形，中间经过退火装置进行在线退火，再通过第二刀片组进行增量加工形成钛或钛合金翅片管，结构简单，使得硬度较大的钛或钛合金母管易于加工，能够形成不同形状的翅形，满足不同翅形的生产需要，有效简化生产流程，提高生产效率；通过内芯头与第一刀片组和第二刀片组的配合，能够有效减少加工过程中管材的震动，提高加工过程的稳定性。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，包括：

内芯头，用于固定钛或钛合金母管；

与所述内芯头配合设置的第一刀片组和第二刀片组，所述第一刀片组用于对所述钛或钛合金母管进行预加工，形成钛或钛合金预成形管；所述第二刀片组用于对所述钛或钛合金预成形管进行增量加工，形成钛或钛合金翅片管。

2.根据权利要求1所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述第一刀片组和第二刀片组之间间隔预设距离。

3.根据权利要求2所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述第一刀片组包括N个第一刀片，其中N为大于1的整数，各个所述第一刀片之间设有第一垫片。

4.根据权利要求3所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述各个第一刀片的外径依次递增。

5.根据权利要求3所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述第二刀片组包括M个第二刀片，其中M为大于1的整数，各个所述第二刀片之间设有第二垫片，所述第二垫片的厚度与所述第一垫片的厚度相同，所述第二刀片的厚度与所述第一刀片的厚度相同。

6.根据权利要求5所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述各个第二刀片的外径依次递增，其中外径最小的第二刀片的外径大于第一刀片组中外径最大的第一刀片的外径。

7.根据权利要求5所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述钛或钛合金翅片管的成形装置还包括管形刀片，所述管形刀片用于对经第二刀片组增量加工后形成的钛或钛合金翅片管的翅形进行调整。

8.根据权利要求3所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述预设距离满足以下等式：

L1＝t1+X(t1+t2)；

其中L1为所述预设距离，t1为所述第一垫片的厚度，t2为所述第一刀片的厚度，X为大于或等于1的整数。

9.根据权利要求2所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述钛或钛合金翅片管的成形装置还包括用于对经第一刀片组预加工成形后的钛或钛合金预成形管进行在线退火的退火装置，所述退火装置设置于所述第一刀片组和第二刀片组之间的区域。

10.根据权利要求1所述的钛或钛合金翅片管的成形装置，其特征在于，所述内芯头的表面为光滑表面或螺旋形表面。