CN105014333A - 一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置及制备方法，该制备装置包括：钢管上料、抛光、矫直、下料、倒角等装置；加工铝管的上料、矫直、下料、倒角等装置；以及将钢管和铝管复合轧制成大面积螺旋翅片管的轧制装置，该轧制装置为冷挤压方式；还包括运送钢管、铝管以及轧制成的翅片管的传送装置；其中，轧制装置，包括底座，通过可调整支撑架与底座连接的轧制平台，设置在轧制平台上的轧机驱动轧刀组对铝管进行螺旋翅片轧制成型。本发明的有益效果为：通过本发明提供轧制成型复合螺旋翅片管制备装置提高了大面积复合螺旋翅片管的换热面积及换热效率。

Description

一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及螺旋翅片管生产的技术领域，尤其涉及到一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置及制备方法。

背景技术

我国的翅片管生产线从八十年代初期开始大量的使用，但是大多数设备是引进的。设备陈旧、生产效率低、质量不稳定、规格较小等。由于翅片管是应用于空气冷却器管束上最为基本最为重要的热交换元件，但是随着我国空调、制冷等企业的快速发展，他们对翅片管的需求也日渐增加，所以生产翅片管的专用设备仅靠进口已经不能够满足市场竞争的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置及制备方法，以解决现有技术的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，该制备装置包括：加工钢管的上料装置、抛光机、矫直机、下料装置、锯床及倒角机；加工铝管的上料装置、矫直机、下料装置、锯床及倒角机；以及将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置，清洗轧制的翅片管的清洗装置；还包括运送钢管、铝管以及复合轧制成大面积螺旋翅片管的轧制装置；其中，

轧制装置，包括底座，通过可调整支撑架与底座连接的轧制平台连接，设置在轧制平台上的轧刀组，以及驱动所述轧刀组的轧机；

上料装置，包括底座，通过可调整支撑架与所述底座连接的上料平台连接，设置在所述上料平台上的摆动轮，以及驱动所述摆动轮转动的液压缸；

下料装置，包括支架，通过液压缸与所述支架连接的扣环连接；以及驱动所述扣环开闭的液压缸。

优选的，所述传送装置为V型传送带。

优选的，所述轧制装置为冷挤压方式轧制装置。

优选的，还包括分别与所述加工钢管的上料装置、下料装置、抛光机、矫直机、锯床和倒角机，加工铝管的上料装置、下料装置、矫直机、锯床和倒角机，将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置，清洗轧制的翅片管的清洗装置信号连接的控制装置。

本发明还提供了一种轧制成形复合螺旋翅片管的制备方法，该方法包括：

将钢管依次通过抛光机、矫直机、锯床及倒角机进行处理；

将铝管依次通过矫直机、锯床及倒角机进行处理；

将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制，其中，在轧制时，通过轧刀组将铝管轧制成型复合螺旋翅片管。

优选的，在将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制时，轧制的翅片厚度在顶边为小于或等于0.4mm，翅片根部小于或等于0.8mm，翅片高度为15mm-25mm，横截面直径为42mm-68mm，翅片间距2.5mm-7mm。

本发明的有益效果为：通过本发明提供轧制成型复合螺旋翅片管制备装置提高了生产翅片管的生产效率，同时提高了生产出的翅片管的散热效率。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例提供的轧制成型复合螺旋翅片管制备装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的轧刀装置的端面视图；

图3是本发明实施例提供的轧刀装置的使用状态参考图；

图4是本发明实施例提供的上料装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的下料装置的结构示意图。

图中：

1、上料装置；2、抛光机；3、矫直机；4、锯床；5、倒角机；6、轧制装置；7、清洗装置；8、库房；9、摆动轮；10、可调整支撑架；11、液压缸；12、液压缸；13、液压缸；14、支架；15、扣环；16、轧刀组；17、轧刀组固定传动轴；18、铝翅片；19、铝管；20、钢管。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明实施例所述的一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，该制备装置包括：加工钢管的上料装置1、抛光机2、矫直机3、下料装置、锯床4及倒角机5；加工铝管的上料装置1、矫直机3、下料装置、锯床4及倒角机5；以及将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置6，清洗轧制的翅片管的清洗装置7；还包括运送钢管、铝管以及轧制成的翅片管的传送装置；其中，

轧制装置6，包括底座，通过可调整支撑架与底座连接的轧制平台连接，设置在轧制平台上的轧刀组16，以及驱动所述轧刀组16的轧机；

上料装置1，包括底座，通过可调整支撑架10与所述底座连接的上料平台连接，设置在所述上料平台上的摆动轮9，以及驱动所述摆动轮9转动的液压缸11；

下料装置，包括支架14，通过液压缸12与所述支架14连接的扣环15连接；以及驱动所述扣环15开闭的液压缸13。

优选的，所述传送装置为V型传送带。管类材料的传送一般采用V型辊道传送机，可以高效的传送管类材料而不会产生偏移等问题。

优选的，所述轧制装置6为冷挤压方式轧制装置。

优选的，还包括分别与所述加工钢管的上料装置1、下料装置、抛光机2、矫直机3、锯床4和倒角机5，加工铝管的上料装置1、下料装置、矫直机3、锯床4和倒角机5，将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置6，清洗完成轧制的翅片管的清洗装置7信号连接的控制装置。

在具体使用时，一并参考图4，数控上料装置1由摆动轮9、液压缸11、可调整支撑架10组成。在上料装置1中，为了让被加工的钢管在一定的时间间隔内，按照先后顺序完成上料过程，并且不能发生冲突，因此在设计中选用了一种特殊的摆动轮9来完成上料过程，装置的设计使用液压缸11跟摆动轮9结合，组成一个摆动机构。摆动轮9的结构有它自身的特点，当第一根金属管进入摆动轮9上，液压缸11拉动摆动轮9，这样摆动轮9的弧形面就能挡住后一根金属管下来，当摆动轮9回到起始位置后，第二根金属管才能够进入摆动轮9上，而摆动轮9所摆动的角度有液压更得行程来调节。因此这样循环运动，就能完成装料的整个过程。在此结构中，为了让金属管能够自动的在斜架上自上向下滚动，所以在此结构中设计了一个可调整角度的支撑架，从而找到适合于钢管往下滚动的角度。此装料装置结构简单，具有实用性，并且能够完成任务要求，节约成本。

一并参考图5，在下料装置中，采用了液压缸和支架14结合方式，支架14上采用两个半圆形的扣环15，上半圆能够在液压缸13的拉动下自动转动，下半圆固定在支架14上，当钢管进入到半圆槽内后，液压缸12开始往上托起支架14，等待金属管的加工。这样的机构既起到传送作用，又能起到支撑作用。这样设计能够满足下料要求和整体设计要求。下料机构只起到对管料的支撑和传送作用，采用上倾斜的下料板使管料落入下料槽中，再通过下料槽中的传送装置传送出去即可。

待加工的钢管与铝管在加工之前需要进行表面处理，因为这些原料的外表面可能存在有腐蚀等情况，而且在抛光之后能够使材料表面更光滑，加工更简单，能够达到之后加工的工艺要求。抛光常用抛光机2进行加工，设备技术成熟，价格较低。

为了满足加工要求，所以选用锦州市精一新技术开发有限公司的镜面滚光机，型号JZH-25C和JZH-50C。超精镜面滚光机是利用无切削滚压原理加工轴类零件的国内最先进的优质、高效、超精机械加工工艺设备，工件经过粗磨后，不必再经过中磨、精磨、研磨、抛光等复杂工序，只要经过一次精轧，工件表面就可以达到镜面。达到镜面的工件的耐腐蚀性、耐磨性、使用寿命均大大提高；工件产生残余应力、耐疲劳性增加；工件产生微量变形、尺寸精度得到可靠保证。

因为加工的需求，钢管与铝管在加工之前需要进行矫直工作。矫直常用矫直机3进行，设备技术成熟，价格较低。矫直机3是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机3通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。

斜辊矫直机3是用于矫直管、棒等圆形断面条材的矫直机3。因其可以矫直圆形断面的管材和棒材，被习惯称为管棒矫直机3。除二斜辊辊系的辊形之外，其他辊系的辊形大多采用双曲线形，即采用等距双曲线绕辊轴旋转所形成的三维双曲面为辊形曲面，因此多斜辊矫直机3又称双曲线辊矫直机3。斜辊矫直机3辊系繁多，一般以辊数或结构来分类。按辊数来分主要有：二斜辊和多斜辊矫直机3两类；按结构来分有：立式和卧式两类。根据被矫管、棒材的特点，选择合理辊系、辊数及结构的斜辊矫直机3才能获得理想的矫直效果。

钢管与铝管的外倒角的目的是为了使套装完的待加工管能够更容易的送入轧制装置6中进行轧制，此倒角为必须，若没有此倒角则会出现套装完的待加工管无法送入轧制装置6中，一并参考图2和图3，轧制装置6的三个辊的距离很小，要小于铝管19的外直径，在轧制时，铝管19已经套装在钢管20，倒角后，进入到三个辊中，其中每个辊包括轧刀组16，轧刀组16通过轧机的轧刀组固定传动轴17带动，通过三个轧刀组16将铝管19轧制成铝翅片18。

因为两种管材都需要倒出相同的角，通常倒角使用便携式倒角机5进行，但是此处需要选择可以应用于自动化生产线的倒角机5，而且目前的倒角机5设备技术成熟，价格较低。故选择美日机床，台式复合倒角机5MR-R800B，此设备为复合型倒角机5，直线部倒角能作15°～45°调整。本机无论加工产品是直线还是曲线均可轻松倒角，可替代数控加工中心，普通机床设备无法加工的零件。无须装夹，操作简单，倒角规整，调整方便，经济可靠，效率大幅度提高，适合批量加工零件企业使用。工作台面采用优质模具钢经过热处理制作而成，经久耐用，摩擦力小。可广泛用于模具制造、五金机械、机床制造、液压零件、阀类制造、纺织机械的倒角及去铣、刨等加工方式产品的毛刺。采用快速机器倒角是机械工业发展的趋势。克服了现有机械和电动工具的加工缺点，具有方便、快捷、准确的优点，是目前金属物件倒角切削的最佳选择。本机采用瑞典SKF轴承，进口数控刀片(直线部：2030；曲线部：070204)。

轧制选用现有设备，设备介绍如下：

轧制法的生产方法是在双金属复合管内衬一芯棒，经过轧辊刀的旋转带动，复合管通过轧制槽与芯头组成的孔腔在外表面上加工出翅片。这种加工方法生产出的传热管因为其外管与翅片是一个有机的整体，拥有以下几点优点：

(1)仅需要一台冷挤压机既可以完成加工，设备投资量少；

(2)冷挤压机的用电量少；

(3)冷挤压所用的厚壁钢管价格相对较为低廉；

(4)冷挤压成型的翅片比钢带绕制的翅片管稍厚，这样不仅对传热有利，对于其他几种加工出的翅片管比较耐磨；

(5)翅片和钢管的结合律为100％，热阻小，软热性能最佳；

(6)翅片根部不起皱折，钢管内部也不会有挤压出的螺旋沟痕，表面平整；

轧制加工是一种挤压和无屑切削的符合加工方法，一般分为两种加工方法即移动法和旋转法。移动发是刀具做直线平行移动，坯料管做旋转运动；旋转法是刀具做旋转运动，坯料做平行直线运动。无论哪种加工方式，从整体翅片管的加工过程来看，管表面的金属都可以分为三个阶段形成翅片：劈切、挤压和成型。

冷挤压机是加工螺旋翅片管的专用设备，其中设备中最关键的部分是冷挤压辊。轧制装置6由三组轧辊组成，这三组轧辊一般由主轴经万向节传动，三组轧辊成120°，为了方便制造，每组轧辊圆盘应延轴线方向相互错开三分之一的螺距，且每一付轧辊圆盘和轴线方向扭转一个螺距角，这样就可以使轧出的螺旋翅片管沿着轴向方向推进。

轧制螺旋翅片管的加工方法说明：

(1)用车床卡盘夹紧坯料管，其尾部用顶尖顶住，刀具安装在刀架上。车床主轴回转带动坯料管的转动，单据调整好挤压深度后做轴向进给运动。一旦刀具和钢管外表面接触时，表面金属则被棱状的前刀面切开，类似于斧头譬如木柴的动作。

(2)当前刀面将表层金属劈切开后，挤压部和主、副后刀面开始对金属进行挤压。随着挤压量的增加，刀具作用于坯料管的径向力、轴向力和切向力增加，导致金属流动渐增，并处于复杂的应力、应变状态之下，产生剧烈而复杂的变形过程。

(3)坯料管表层金属在主、副后刀面两侧产生很大的切向变形，金属因挤压而隆起形成翅片，且翅片不断增高，在主后刀面一侧形成“雏翅”，副后刀面一侧则形成“成翅”。工件和刀具相对运动，又开始下一个劈开、挤压的过程，前一刀形成的“雏翅”被切开再挤压成新的“成翅”和新的“雏翅”，周而复始，连续的翅片即加工出来。

由于清洗设备的特殊性，技术要求较高且市面上没有完全符合此生产线所需要的清洗设备，所以考虑到众多因素，选择了佛山市顺德区瑞力超声洗净设备有限公司供应全自动网带通过式高压喷淋清洗机。该公司可以提供特殊改造服务，按照客户的要求，进行对设备的修改，达到客户要求。

清洗液根据金属复合翅片管的特点，需要使用火碱，而传送系统需要使用旋转辊道，可以使金属复合翅片管一边旋转，一边向前输送。此公司能够提供了相应的修改服务，并且符合技术要求。

工艺流程：

上料→一次喷淋→喷淋漂洗→二次喷淋→风吹切水→烘干→下料

该设备是一台链条网带通过式高压喷淋清洗机，采用特制网带传动输送工件，具有酸洗、漂洗、吹水、烘干等功能的新颖连续式清洗设备。由人工将工件放在传动网带上，依次通过酸洗室、喷淋漂洗室、吹干室、烘干室，完成除酸除油、漂洗、吹干等流程后出料。清洗液经净化处理可循环使用，上罩内的雾气经吸雾风机抽出后外排出到总排气管道中去。该机具有工位多，功能全，结构合理，操作方便，清洗效果好的优点，这对于流水线零件的清洗，改善劳动环境，提高清洗和烘干质量，具有重要的意义。

下料装置安装在抛光机2、矫直机3、切割机的后方，将加工好后的钢管和铝管放置传送装置。

具体的，在抛光时，下料装置安置到设备的后方，当镜面抛光机2完成抛光时，金属管是在沿着轴线方向运动，当加工完成时，金属管会被下料装置半圆形夹夹住，然后下料装置会将金属管放到传送装置上，归位循环。传送装置安置到下料装置的后方，完成向下一个工序传送的工作。在矫直时，下料装置安置到设备的后方，当矫直机3完成矫直时，金属管是在沿着轴线方向运动，当加工完成时，金属管会被下料装置半圆形夹夹住，然后下料装置会将金属管放到传送装置上，归位循环。在切割时，下料装置安置到设备的后方，当锯床4完成定尺下料时，金属管是在沿着轴线方向运动，当加工完成时，金属管会被下料装置半圆形夹夹住，然后下料装置会将金属管放到传送装置上，归位循环。

完成加工后的翅片管通过传送装置送至库房8中保存。

由上述实施例可以看出，通过本发明提供轧制成型复合螺旋翅片管制备装置提高了生产翅片管的生产效率，同时提高了生产出的翅片管的散热效率。

本发明实施例还提供了一种轧制成形复合螺旋翅片管的制备方法，该方法包括：

步骤一、将钢管依次通过抛光机、矫直机、锯床及倒角机进行处理；

步骤二、将铝管依次通过矫直机、锯床及倒角机进行处理；

步骤三、将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制，其中，在轧制时，通过轧刀组将铝管轧制成型复合螺旋翅片管。

具体的，在将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制时，轧制的翅片厚度在顶边为小于或等于0.4mm，翅片根部小于或等于0.8mm，翅片高度为15mm-25mm，横截面直径为42mm-68mm，翅片间距2.5mm-7mm。

在上述方案中可以看出，通过本发明提供轧制成型复合螺旋翅片管制备装置制备翅片管，提高了生产翅片管的生产效率，同时提高了生产出的翅片管的散热效率。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，其特征在于，包括：加工钢管的上料装置、抛光机、矫直机、下料装置、锯床及倒角机；加工铝管的上料装置、矫直机、下料装置、锯床及倒角机；以及将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置，清洗轧制的翅片管的清洗装置；还包括运送钢管、铝管以及复合轧制成大面积螺旋翅片管的轧制装置；其中，

轧制装置，包括底座，通过可调整支撑架与底座连接的轧制平台连接，设置在轧制平台上的轧刀组，以及驱动所述轧刀组的轧机；

上料装置，包括底座，通过可调整支撑架与所述底座连接的上料平台连接，设置在所述上料平台上的摆动轮，以及驱动所述摆动轮转动的液压缸；

下料装置，包括支架，通过液压缸与所述支架连接的扣环连接；以及驱动所述扣环开闭的液压缸。

2.根据权利要求1所述的轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，其特征在于，所述传送装置为V型传送带。

3.根据权利要求2所述的轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，其特征在于，所述轧制装置为冷挤压方式轧制装置。

4.根据权利要求3所述的轧制成型复合螺旋翅片管制备装置，其特征在于，还包括分别与所述加工钢管的上料装置、下料装置、抛光机、矫直机、锯床和倒角机，加工铝管的上料装置、下料装置、矫直机、锯床和倒角机，将钢管和铝管轧制成翅片管的轧制装置，清洗轧制的翅片管的清洗装置信号连接的控制装置。

5.一种轧制成形复合螺旋翅片管的制备方法，其特征在于，该方法包括：

将钢管依次通过抛光机、矫直机、锯床及倒角机进行处理；

将铝管依次通过矫直机、锯床及倒角机进行处理；

将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制，其中，在轧制时，通过轧刀组将铝管轧制成型复合螺旋翅片管。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在将处理后的钢管和铝管放入到轧制装置中进行轧制时，轧制的翅片厚度在顶边为小于或等于0.4mm，翅片根部小于或等于0.8mm，翅片高度为15mm-25mm，横截面直径为42mm-68mm，翅片间距2.5mm-7mm。