CN106334740B - 一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，包括机架、第一电机和第二电机，所述机架内安装有丝杠和丝母，所述丝杠与第一电机连接，所述第二电机通过皮带轮与第一齿轮连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮内固定套装有回转头，所述回转头转动套设在冲头模座外，所述冲头模座内设置有多个冲头腔，所述冲头腔内设置有冲头和弹簧，所述回转头内设置有多个型腔，型腔内设置有柱形冲头和钢珠。本发明设计合理、操作简便、加工效率高、使用效果好、产品质量稳定，在凹形加工过程对管材变形影响很小，可广泛用于工业小规模、批量化生产各系列各规格细径薄壁管材的表面凹形结构加工中。

Description

一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置

技术领域

本发明属于金属管材表面加工技术领域，具体涉及一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置。

背景技术

在众多的传热元件中，散热管是人们所知最有效的传热原件之一，它可将大量的热通过其很小的截面积远距离的传输无需外加动力，国际上对散热管技术的研究是在20世纪60年代开始的，我国在这方面的研究开始于上世纪70年代，当时主要侧重的方向为电子器件的冷却和空间飞行器上的应用。

随着科学技术的不断提高，散热管的研究领域也在不断的拓宽。目前散热管已经广泛应用于石油、化工、动力、冶金、航空，汽车生物、电子等许多工程领域，许多设备在工作时都会不同程度的发热，是设备温度升高，就必须有很好的冷却系统，散热器就是这个系统的核心部件。

传统的散热器主要是通过冷却介质，如油在管内流动执行散热的目的，但是油在管道内部流动时，靠近管壁层会形成黏附层，根据热传导理论，黏附层是热阻，当黏附层厚度越厚时，散热效果就会相应减弱。要想提高散热效果，必要条件就是增大接触表面积，提高冷却油流动速度，减少黏附层厚度，散热器管通过表面的凹形处理，可以在外径不变的情况下，增大接触表面积，通过有规则排列的凹形还可以增加冷却油的流动速度，是很好的一种散热器管制作方法。但是现如今所使用的金属管材表面凹形结构加工装置均为手动装置，不同程度地存在结构较复杂、操作方式不灵活、费时，效率低下以及加工过程中对细径薄壁管材的变形影响较大、不适宜小规模批量生产等多种缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置；其设计合理、操作简便、加工效率高、使用效果好、产品质量稳定，在凹形加工过程对管材变形影响很小，可广泛用于工业小规模、批量化生产各系列各规格细径薄壁管材的表面凹形结构加工中。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：包括机架、第一电机和第二电机，所述机架一侧安装有立柱，所述立柱上开设有通孔，所述通孔内嵌设有冲头模座，所述机架内安装有丝杠副，所述丝杠副包括丝杠和滑动设置在丝杠上的丝母，所述丝母顶部安装有尾架支柱，所述尾架支柱上安装有尾架，所述丝杠与第一电机连接，所述第二电机通过皮带与皮带轮连接，所述皮带轮带动第一齿轮旋转，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮内设置有回转头，所述第二齿轮和回转头呈一体式地转动套设在冲头模座外，所述冲头模座中部开设有管材加工通道，所述冲头模座内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的冲头腔，所述冲头腔内设置有冲头和弹簧，所述冲头腔和冲头均为T型结构，所述冲头腔的细径端与管材加工通道连通，所述冲头的粗径端凸出于冲头模座外，所述弹簧位于冲头腔的粗径段内且包覆于冲头的细径段外，所述回转头内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的型腔，所述型腔内设置有柱形模块和滚动设置在柱形模块上的钢珠，所述钢珠靠近管材加工通道的一端凸出于回转头外。

上述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述第二齿轮、回转头和冲头模座的中轴线均与管材加工通道的中心线重合，且三者的中轴线均与尾架的中心线位于同一水平线上。

上述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述第一电机为步进电机，所述第二电机为伺服电机。

上述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述机架为上部开口的盒形结构。

上述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述冲头模座的一端且位于管材加工通道外套设有保护套。

上述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述冲头腔和型腔的数量相等且均为六个。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其设计合理、操作简便、加工效率高且使用效果好、产品质量稳定、凹形加工过程对管材变形影响很小，可广泛用于工业小规模、批量化生产各系列各规格细径薄壁管材的表面凹形结构加工中。

2、本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其主要设备构成有机架、尾座、电机、丝杠副、齿轮组和冲压组件等组成，首先将装置的尾架回到初始位置状态，将细径薄壁管材按规定长度下料后，将端面毛刺去除干净，并将端面不圆的孔口用工装进行胀圆，将管材装入冲头模座中，插入到尾架旋紧，准备加工。接着设备开始工作，第一电机开始旋转，带动丝杠副向后移动一定位移后，第二电机开始工作，带动皮带轮和第一齿轮转动，从而带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动回转头圆周旋转，回转头旋转一周，第一电机带动丝杠副向后移动一定位移，带动尾架支柱、尾架和工件一起向后移动一定位移。回转头旋转一周的过程中，柱形模块和钢珠在回转体外表面上转动，当转动到钢珠和被弹簧弹起的冲头接触时，钢珠将冲头压下，冲头的细径端凸出按压在管材外壁，从而在管材外表面冲出凹形结构，如此循环，就能够连续的加工出产品要求的凹形结构。

3、本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其加工效果好、效率高易于控制，沉坑过程(即凹形结构加工过程)对管材的性能影响很小，且对待加工管材的变形量影响很小，操作方便灵活、效率高，产品质量稳定。适用面广，可完成Al、Mg、Cu、Ti及其它合金等各系列各规格细径薄壁金属管材的表面凹形加工及制作，通过调整加工参数能够加工出凹槽、凹坑等各种凹形结构。

综上所述，本发明设计合理、操作简便且使用效果好，凹形加工过程对管材变形影响很小，操作方便灵活、加工效率高且投入成本低，产品质量稳定，可广泛用于工业小规模、批量化生产各系列各规格细径薄壁管材的表面凹形结构加工中，能有效解决金属管材表面凹形结构加工装置所存在的结构较复杂、操作方式不灵活、加工过程中对细径薄壁管材的变形影响较大、不适宜小规模批量生产等多种缺陷和不足。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置的立体图。

图2为本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置的俯视图。

图3为本发明细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置的左视图。

图4为本发明第二齿轮、回转头和冲头模座的装配关系示意图。

图5为利用本发明装置加工有凹形结构的细径薄壁金属管材的结构示意图。

附图标记说明:

1—机架； 2—第一电机； 3—第二电机；

4—立柱； 5—冲头模座； 6-1—丝杠；

6-2—丝母； 7—尾架支柱； 8—尾架；

9—皮带轮； 10—第一齿轮； 11—细径薄壁金属管材；

12—第二齿轮； 13—回转头； 14—冲头；

15—弹簧； 16—柱形模块； 17—钢珠；

18—保护套。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明涉及一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，该装置包括机架1、第一电机2和第二电机3，所述机架1一侧安装有立柱4，所述立柱4上开设有通孔，所述通孔内嵌设有冲头模座5，所述机架1内安装有丝杠副，所述丝杠副包括丝杠6-1和滑动设置在丝杠6-1上的丝母6-2，所述丝母6-2顶部安装有尾架支柱7，所述尾架支柱7上安装有尾架8，所述丝杠6-1与第一电机2连接，所述第二电机3通过皮带与皮带轮9连接，所述皮带轮9带动第一齿轮10旋转，所述第一齿轮10与第二齿轮12啮合，所述第二齿轮12内设置有回转头13，所述第二齿轮12和回转头13呈一体式地转动套设在冲头模座5外，所述冲头模座5中部开设有管材加工通道，所述冲头模座5内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的冲头腔，所述冲头腔内设置有冲头14和弹簧15，所述冲头腔和冲头14均为T型结构，所述冲头腔的细径端与管材加工通道连通，所述冲头14的粗径端凸出于冲头模座5外，所述弹簧15位于冲头腔的粗径段内且包覆于冲头14的细径段外，所述回转头13内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的型腔，所述型腔内设置有柱形模块16和滚动设置在柱形模块16上的钢珠17，所述钢珠17靠近管材加工通道的一端凸出于回转头13外。

优选地，所述第二齿轮12、回转头13和冲头模座5的中轴线均与管材加工通道的中心线重合，且三者的中轴线均与尾架8的中心线位于同一水平线上。

优选地，所述第一电机2为步进电机，所述第二电机3为伺服电机。

优选地，如图1所示，所述机架1为上部开口的盒形结构。

优选地，如图4所示，所述冲头模座5的一端且位于管材加工通道外套设有保护套18。

优选地，所述冲头腔和型腔的数量相等且均为六个。

结合图1、图2、图3和图4，利用本发明所述装置在细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的方法如下：首先，利用第一电机2将装置的尾架8退回到初始位置状态，将外径为2mm～10mm，壁厚为0.1mm～0.5mm的细径薄壁金属管材11按规定长度下料后，将端面毛刺去除干净，并将端面不圆的孔口用工装进行胀圆，将细径薄壁金属管材11装入冲头模座5中，插入到尾架8中旋紧，准备加工。然后开始加工，启动第一电机2使其转动，同时带动丝母6-2向后移动一定位移，由此使尾架支柱7连同细径薄壁金属管材11向后移动一定位移，之后启动第二电机3使其转动，通过皮带带动皮带轮9转动，皮带轮9带动第一齿轮10转动，第一齿轮10带动与之啮合的第二齿轮12转动，第二齿轮12带动固定装配在其内壁的回转头13一起作圆周旋转，通过设定过程参数，使回转头13旋转一周，第一电机2带动丝母6-2向后移动一定位移，使尾架支柱7和尾架8携细径薄壁金属管材11一起向后移动一定位移。回转头13旋转一周的过程中，柱形模块16和钢珠17随回转体13旋转，钢珠17凸出端在回转体13外表面上转动，当钢珠17凸出端与冲头模座5中被弹簧15弹起的冲头14接触时，钢珠17将冲头14压下是弹簧15呈压缩状态，冲头14的前端在细径薄壁金属管材11外表面冲出凹形结构，多组冲头14和钢珠17结构相同，如此循环就会连续的加工出产品要求的凹形结构。加工完成后，松开尾架8，抽出细径薄壁金属管材11，准备下一产品的加工，直至所有工件全部加工出凹形结构。

具体实践过程中，可通过试验设计，使旋转头13旋转一周，丝杠副6移动与之相匹配的直线位移，最终得到表面加工有凹坑结构的细径薄壁金属管材，管材结构如图5所示。具体实践过程中，还可通过试验设计，使旋转头13旋转一周，丝杠副6移动不同的直线位移，最终得到表面加工有凹槽等其它凹形结构的细径薄壁金属管材。

由此可知，本发明所研发的细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其设计合理、操作简便、加工效率高、使用效果好、产品质量稳定，在凹形加工过程对管材变形影响很小，可广泛用于工业小规模、批量化生产各系列各规格细径薄壁管材的表面凹形结构加工中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据该发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：包括机架(1)、第一电机(2)和第二电机(3)，所述机架(1)一侧安装有立柱(4)，所述立柱(4)上开设有通孔，所述通孔内嵌设有冲头模座(5)，所述机架(1)内安装有丝杠副，所述丝杠副包括丝杠(6-1)和滑动设置在丝杠(6-1)上的丝母(6-2)，所述丝母(6-2)顶部安装有尾架支柱(7)，所述尾架支柱(7)上安装有尾架(8)，所述丝杠(6-1)与第一电机(2)连接，所述第二电机(3)通过皮带与皮带轮(9)连接，所述皮带轮(9)带动第一齿轮(10)旋转，所述第一齿轮(10)与第二齿轮(12)啮合，所述第二齿轮(12)内设置有回转头(13)，所述第二齿轮(12)和回转头(13)呈一体式地转动套设在冲头模座(5)外，所述冲头模座(5)中部开设有管材加工通道，所述冲头模座(5)内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的冲头腔，所述冲头腔内设置有冲头(14)和弹簧(15)，所述冲头腔和冲头(14)均为T型结构，所述冲头腔的细径端与管材加工通道连通，所述冲头(14)的粗径端凸出于冲头模座(5)外，所述弹簧(15)位于冲头腔的粗径段内且包覆于冲头(14)的细径段外，所述回转头(13)内设置有多个沿管材加工通道的径向布设的型腔，所述型腔内设置有柱形模块(16)和滚动设置在柱形模块(16)上的钢珠(17)，所述钢珠(17)靠近管材加工通道的一端凸出于回转头(13)外。

2.根据权利要求1所述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述第二齿轮(12)、回转头(13)和冲头模座(5)的中轴线均与管材加工通道的中心线重合，且三者的中轴线均与尾架(8)的中心线位于同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述第一电机(2)为步进电机，所述第二电机(3)为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述机架(1)为上部开口的盒形结构。

5.根据权利要求1所述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述冲头模座(5)的一端且位于管材加工通道外套设有保护套(18)。

6.根据权利要求1所述的一种细径薄壁金属管材表面加工凹形结构的装置，其特征在于：所述冲头腔和型腔的数量相等且均为六个。