CN107243531B - 一种蛇形金属扁平管的成形方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属扁平管塑性成形技术领域，尤其涉及蛇形金属扁平管的成形方法及设备。成形设备中的成形轧辊的辊面包括成形面，上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中将金属扁平管的受压管段挤压成蛇形，由此形成的蛇形的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度更小，降低了空间占用率。成形设备中的成形轧辊的辊面还可包括非成形面，成形方法利用具有成形面和非成形面的上述成形轧辊可简便地加工出非连续的蛇形管段，该蛇形管段可使得金属扁平管整体的空间占用率降低。

Description

一种蛇形金属扁平管的成形方法及设备

技术领域

本发明涉及金属扁平管塑性成形技术领域，尤其涉及一种蛇形金属扁平管的成形方法及设备。

背景技术

近年来，电气设备、医疗器械、汽车行业、核工业等领域均面临有设备工作过程中发热严重的问题，蛇形冷却管已广泛应用至各行业冷却设备的散热器中。由于蛇形金属扁平管具有独特的结构特征，并且金属冷却管比普通塑料冷却管的热传导效率高、冷却速度快，因此适用于对散热效率要求较高的冷却设备中。尤其是蛇形金属扁平管，其扁平外形可大大增加其与冷却对象的接触面积。

然而，随着各行业中所用蓄电池及生产加工所用器械种类的不断增多，越来越多的冷却对象，如广泛应用于电动汽车上的锂离子电池及用于生产汽车内饰的注塑模具，在对目标布置冷却装置时易受到冷却对象所处空间尺寸大小的限制。针对处于狭小空间的冷却对象，常规的连续型蛇形金属扁平管便难以充分发挥冷却效果。

现国内针对蛇形金属扁平管的生产主要通过自动折弯机实现，作业时机械手往复弯折金属扁平管，由该设备所加工生产的蛇形管的特点为：外形为连续蛇形、弯折距离较长、折弯成品总体呈矩形状。一方面，所述特征使其不能实现针对于处于狭小空间的冷却对象的周向冷却；另一方面，设备对于金属扁平管的管长存在限制，且自动折弯机价格昂贵、维修费用高、难以得到广泛推广。

综上，现有自动折弯机无法满足成形空间占用率低的蛇形金属扁管的要求，一种可以制造出空间占用率低的蛇形金属扁平管的成形工艺及装置亟待开发。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种蛇形金属扁平管的成形设备及蛇形金属扁平管的成形方法，该设备及方法能够加工出空间占用率低的蛇形金属扁平管。

本发明一方面提供一种蛇形金属扁平管的成形设备，包括沿金属扁平管进给方向依次设置的第一进给组件、第一蛇形成形组件、第二进给组件、第二蛇形成形组件、第三进给组件和第三蛇形成形组件；其中，上述三个进给组件均能够在与金属扁平管接触并能够对金属扁平管产生进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态以及脱离金属扁平管的释放状态之间切换；其中，上述三个蛇形成形组件均包括上下对应设置的两个成形轧辊，成形轧辊的辊面由沿其周向排列并连接的成形面和非成形面组成，上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中将金属扁平管的受压管段挤压成蛇形，上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中不对金属扁平管的受压管段进行塑形，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管施加进给力或同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换。

根据本发明，沿成形轧辊的周向，成形面由交替的多个凸面和凹面形成。

根据本发明，非成形面为圆弧面，圆弧面的弧长等于预加工出的金属扁平管的相邻两个蛇形管段之间的距离。

根据本发明，上述三个进给组件均包括上下对应设置的两个传送辊，两个传送辊能够在与金属扁平管接触并能够配合对金属扁平管施加进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态以及与金属扁平管脱离的释放状态之间切换。

根据本发明，还包括：沿金属扁平管的进给方向设置在第一进给组件上游的加热设备。

根据本发明，还包括：至少一组立辊，每组立辊包括设置在金属扁平管的进给路线两侧的两个立辊，以用于对金属扁平管进行横向定位。

本发明另一方面提供一种基于上述任一的蛇形金属扁平管的成形设备的蛇形金属扁平管的成形方法，包括如下步骤：

步骤一、保持上述三个进给组件处于释放状态，保持上述三个蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态，将金属扁平管以扁平面向上的方式装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件；

步骤二、驱动上述三个进给组件进入准备进给状态；

步骤三、驱动上述三个进给组件进入进给状态，使得金属扁平管整体开始移动；

步骤四、当待塑形管段移动至第一蛇形成形组件的前方时，驱动第一蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第一蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面配合挤压待塑形管段，待塑形管段产生与成形面形状一致的塑性变形，形成初轧管段；

步骤五、当初轧管段移动至第二进给组件的前方时，第二进给组件进入释放状态；

步骤六、当初轧管段移动至第二蛇形成形组件的前方时，驱动第二蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第二蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面与初轧管段啮合进行精轧，初轧管段形成一次精轧蛇形管段；

步骤七、当一次精轧蛇形管段移动至第三进给组件的前方时，第三进给组件进入释放状态；

步骤八、当一次精轧蛇形管段移动至第三蛇形成形组件的前方时，驱动第三蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第三蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面与一次精轧蛇形管段啮合进行精轧，一次精轧蛇形管段形成二次精轧蛇形管段；

步骤九、保持三个进给组件处于释放状态、以及三个蛇形成形组件的成形轧辊处于工作状态，直至金属扁平管被加工完成。

根据本发明，在步骤一中，金属扁平管装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件后，调整立辊，以对金属扁平管进行横向定位。

根据本发明，在步骤一中，金属扁平管在装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件的同时，还装入加热设备中；在步骤二中，还启动加热设备对金属扁平管中位于加热设备中的管段进行加热，在加热设备中的加热温度达到预定值时，执行步骤三，并且已被加热的管段包含待塑形管段。

本发明再一方面提供一种蛇形金属扁平管的成形设备，包括蛇形成形组件，蛇形成形组件包括上下对应设置的两个成形轧辊，成形轧辊的辊面包括成形面，上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中将金属扁平管的受压管段挤压成蛇形。

根据本发明，成形轧辊的整个辊面均为成形面，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换；或者，成形轧辊的辊面还包括非成形面，成形面与非成形面沿辊面的周向排列并连接，上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中不对金属扁平管的受压管段进行塑形，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管施加进给力或同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换。

根据本发明，沿成形轧辊的周向，成形面由交替的多个凸面和凹面形成。

根据本发明，成形轧辊的辊面还包括非成形面，成形面与非成形面沿辊面的周向排列并连接，上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中不对金属扁平管的受压管段进行塑形，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管施加进给力或同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换；其中，非成形面为圆弧面，圆弧面的弧长等于预加工出的金属扁平管的相邻两个蛇形管段之间的距离。

根据本发明，还包括：进给组件，进给组件能够在与金属扁平管接触并能够对金属扁平管施加进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态和脱离金属扁平管的释放状态之间切换。

本发明具有下述的效果：

本发明的一个蛇形金属扁平管的成形设备，通过具有成形面和非成形面的特殊轧辊可简便地加工出非连续的蛇形管段，特殊轧辊可根据蛇形管段的弯曲程度的要求来选择，如此形成的蛇形管段的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度可以更小，能够降低空间占用率，进而利于对处于狭小空间的冷却对象进行冷却。

本发明的蛇形金属扁平管的成形方法，利用具有成形面和非成形面的特殊轧辊可简便地加工出非连续的蛇形管段，特殊轧辊可根据蛇形管段的弯曲程度的要求来选择，如此形成的蛇形管段的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度可以更小，能够降低空间占用率，进而利于对处于狭小空间的冷却对象进行冷却。并且，可同时对多个待加工管段进行初轧、一次精轧和二次精轧，加工效率高；而对同一待加工管段进行三次轧制，提高塑形精度。

本发明的另一个蛇形金属扁平管的成形设备，通过具有成形面的特殊轧辊可简便地加工出蛇形管段，特殊轧辊可根据蛇形管段的弯曲程度的要求来选择，如此形成的蛇形管段的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度可以更小，能够降低空间占用率，进而利于对处于狭小空间的冷却对象进行冷却。

附图说明

图1为本发明提供的一种蛇形金属扁平管的成形设备的结构示意图；

图2为图1中初轧辊箱/一次精轧辊箱/二次精轧辊箱的结构示意图；

图3为图1中蛇形金属扁平管的成形设备中的成形轧辊的结构简化示意图；

图4为图1中蛇形金属扁平管的成形设备制得的蛇形金属扁平管的一个应用实例的示意图；

图5所示为蛇形金属扁平管的成形设备在三个进给组件处于准备进给状态且三个蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图6所示为蛇形金属扁平管的成形设备在三个进给组件处于进给状态且三个蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图7所示为蛇形金属扁平管的成形设备在三个进给组件处于进给状态、第一蛇形成形组件中的成形轧辊处于工作状态且第二和第三蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图8所示为蛇形金属扁平管的成形设备在第一和第三进给组件处于进给状态、第二进给组件处于释放状态、第一蛇形成形组件中的成形轧辊处于工作状态且第二和第三蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图9所示为蛇形金属扁平管的成形设备在第一和第三进给组件处于进给状态、第二进给组件处于释放状态、第一和第二蛇形成形组件中的成形轧辊处于工作状态且第三蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图10所示为蛇形金属扁平管的成形设备在第一进给组件处于进给状态、第二和第三进给组件处于释放状态、第一和第二蛇形成形组件中的成形轧辊处于工作状态且第三蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管；

图11所示为蛇形金属扁平管的成形设备在第一进给组件处于进给状态、第二和第三进给组件处于释放状态、三个蛇形成形组件中的成形轧辊处于工作状态时的状态示意图，其中示出了金属扁平管。

【附图标记说明】

1：加热设备；2：初轧辊箱；3：一次精轧辊箱；4：二次精轧辊箱；5：立辊；21：第一进给组件；211：传送辊；22：走料部件；23：第一蛇形成形组件；231：成形辊；31：第二进给组件；311：传送辊；32：走料部件；33：第二蛇形成形组件；331：成形辊；41：第三进给组件；411：传送辊；42：走料部件；43：第三蛇形成形组件；431：成形辊；5：立辊；6：锂离子电池；7：金属扁平管；71：待塑形管段；72：初轧管段；73：一次精轧管段；7’：蛇形金属扁平管；ω—回转角速度；a：成形面；a1：凸面；a2：凹面；b：非成形面。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一

本实施例提供一种蛇形金属扁平管的成形设备，参见图1和图2，并同时结合图5至图11中对金属扁平管7的位置示意，该成形设备包括沿金属扁平管7进给方向依次设置的第一进给组件21、第一蛇形成形组件23、第二进给组件31、第二蛇形成形组件33、第三进给组件41和第三蛇形成形组件43。上述三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)用于对金属扁平管7施加进给力，以使金属扁平管7沿其轴线从成形设备的入料口向出料口运动，该运动方向为进给方向。上述三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)主要用于对金属扁平管7的部分管段进行塑形成形加工，形成蛇形管段，并且还用于在与非蛇形管段接触时为其仅提供进给力而不提供塑形力。

具体地，上述三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)均能够在如下三个状态之间切换：

准备进给状态，进给组件与金属扁平管7接触并能够对金属扁平管7施加进给力(即接触的程度达到能够对金属扁平管7施加进给力的程度但尚未产生进给力)。

进给状态，进给组件对金属扁平管7施加进给力，驱动金属扁平管7沿其轴向移动。

释放状态，进给组件脱离金属扁平管7，不对其施加任何力。

作为进给组件的一个示例，在本实施例中，三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)均包括上下对应设置的两个传送辊(参见附图中标记211,311,411)，两个传送辊能够在下面三种状态之间切换：

准备进给状态，上下对应的两个传送辊与金属扁平管7接触并能够配合对金属扁平管7施加进给力(即接触的程度达到能够对金属扁平管7施加进给力的程度但尚未产生进给力，也可理解为，此时两个传送辊夹紧金属扁平管7但还尚未转动，进而尚未驱使金属扁平管7轴向移动)。

进给状态，上下对应的两个传送辊在夹紧金属扁平管7的同时反向转动，对金属扁平管7施加进给力。

释放状态，两个传送辊与金属扁平管7脱离，不对金属扁平管7施加任何力。

可理解，在上下对应的两个传送辊位于准备进给状态时，进给组件位于准备进给状态；在上下对应的两个传送辊位于进给状态时，进给组件位于进给状态；在上下对应的两个传送辊位于释放状态时，进给组件位于释放状态。当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，进给组件也可以不采用轧辊传递结构，只要是能实现上述三种状态的结构均可用于本发明中。

具体地，上述三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)均包括上下对应设置的两个成形轧辊(参见附图中标记231,331,431)，参照图3，成形轧辊的辊面由沿其周向排列并连接的成形面(由标记a示出)和非成形面(由标记b示出)组成。上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配，以用于配合地输送金属扁平管7并在输送金属扁平管7的过程中将金属扁平管7的受压管段挤压成蛇形。上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配，以用于配合地输送金属扁平管7并在输送金属扁平管7的过程中不对金属扁平管7的受压管段进行塑形。上下对应的两个成形轧辊能够在如下两个状态之间切换：

工作状态，上下对应的两个成形轧辊夹紧金属扁平管7并同时反向转动，以配合对金属扁平管7施加进给力(上下对应的两个非成形面与金属扁平管7接触时)或同时施加进给力和成形力(上下对应的两个成形面与金属扁平管7接触时)。

非工作状态，上下对应的两个成形轧辊与金属扁平管7脱离，不对金属扁平管7施加任何力。

在本实施例中，如图3中明显示出，沿成形轧辊的周向，成形面至少部分地凸出于非成形面。具体地，成形面由交替的多个凸面(由标记a1示出)和凹面(由标记a2)形成，凸面凸出于非成形面。而非成形面为圆弧面，圆弧面的弧长等于预加工出的蛇形金属扁平管7的相邻两个蛇形管段之间的距离，也即非蛇形管段的长度。

由此，当上下对应的两个成形轧辊同时转动时，上方成形轧辊的凸面和下方成形轧辊的凹面相对，上方成形轧辊的凸面对金属扁平管7施加朝向下的塑形力时，金属扁平管7向下弯曲进入下方成形轧辊的凹面中，此过程可参照冲压时的凸模和凹模的原理理解。同样地，当上方成形轧辊的凹面和下方成形轧辊的凸面相对时，下方成形轧辊的凸面对金属扁平管7施加朝向上的塑形力时，金属扁平管7向上弯曲进入上方成形轧辊的凹面。如此，随着上下对应的两个成形轧辊转动，在不断向前输送的金属扁平管7上形成蛇形管段。而随着转动，金属扁平管7与上下对应的两个成形轧辊的非成形面同时接触时，非成形面不对金属扁平管7进行塑形，进而此时金属扁平管7的形状不变，成形轧辊仅提供进给力。当非成形面的外周面与金属扁平管7脱离时，成形面转动到与金属扁平管7再次接触并再次对金属扁平管7进行塑形。在本实施例中设置三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)，完成对待塑形管段71进行初步塑形形成初轧管段72、对初轧管段72进行再次塑形形成一次塑形管段，对一次塑形管段进行再次塑形形成二次塑形管段。经第一蛇形成形组件23加工后的初轧管段72会出现一定的回弹，第二蛇形成形组件33中的成形轧辊的成形区可以使由初轧得到的初轧管段72发生更为严重的塑性变形，使形成的金属扁平管7中的一次精轧管段73的外形接近于空间占用率低的理想状态。而二次蛇形成形组件通过对金属扁平管7的一次精轧管段73进行二次精轧，可使最终形成的蛇形管段(二次精轧管段)的外形更加趋于理想状态。可理解，一次塑形和二次塑形是对初轧管段72的再定形，以形成具有稳定的蛇形形状且该蛇形形状处于理想状态的蛇形管段。

在本实施例中，三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)中的传送辊的外形完全相同，三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)中的上方成形轧辊的外形完全相同，三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)中的下方成形轧辊的外形完全相同。针对需要加工形成的特殊蛇形管段的外形(如非圆弧形)、或具有特殊弧形半径、或具有特殊非蛇形管段长度的蛇形金属扁平管，在加工前，可以选择具有特殊外形的成形轧辊，以便实现各类不同外形、不同尺寸的蛇形金属扁平管的加工成形。

优选地，三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)中，在非工作状态时，上下对应的两个成形轧辊的非成形面相对于金属扁平管7的轴线上下对称布置，并且上方成形轧辊的非成形面的中心位于整个辊面的最低点，下方成形轧辊的非成形面的中心位于整个辊面的最高点，那么在待塑形管段71/初轧管段72/一次精轧管段73位于即将到达的成形轧辊的距离为非成形面的沿成形轧辊周向的长度的一半时，成形轧辊进入工作状态。例如，在本实施例中，非成形面为圆弧面，其半径为r，弧长为πr，那么在待塑形管段71/初轧管段72/一次精轧管段73位于即将到达的成形轧辊的距离为πr/2时，该成形轧辊进入工作状态，上下对应的两个非成形面开始对金属扁平管7施加进给力。

当然，本发明不局限于此，何时开始使成形轧辊进入工作状态根据成形轧辊的非成形面的周向长度以及成形轧辊的布置定向的不同而不同，只要能够使得成形面正好与待塑形管段71/初轧管段72/一次精轧管段73啮合即可。

在本实施例中，参照图1和图2，第一进给组件21与第一蛇形成形组件23集成在一个初轧辊箱2中，其中的上下对应的两个传送辊211和上下对应的两个成形轧辊231均可转动地支撑在各自的底座中，并且四个底座可上下滑动地安装在一个走料部件22的沿进给方向的前后两侧，该走料部件22中具有供金属扁平管7穿过的通道。同理，第二进给组件31与第二蛇形成形组件33集成在一个一次精轧辊箱3中，其中的上下对应的两个传送辊311和上下对应的两个成形轧辊331均可转动地支撑在各自的底座中，四个底座可上下滑动地安装在一个走料部件32的沿进给方向的前后两侧，该走料部件32中具有供金属扁平管7穿过的通道。同理，第三进给组件41与第三蛇形成形组件43集成在一个二次精轧辊箱4中，其中的上下对应的两个传送辊411和上下对应的两个成形轧辊431均可转动地支撑在各自的底座中，四个底座可上下滑动地安装在一个走料部件42的沿进给方向的前后两侧，该走料部件42中具有供金属扁平管7穿过的通道。在上述实施方式中，可通过任意现有驱动结构驱动底座在走料部件上移动以及驱动传送辊和成形轧辊转动，以实现进给组件(传送辊)和蛇形成形组件(成形轧辊)在各个状态之间的切换。

当然，本发明不局限于上述结构，在其他实施例中，三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)和三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)可独立设置，也可任意组合集成封装，只要能满足其在本发明中需要执行的工作即可。

进一步，在本实施例中，沿金属扁平管7的进给方向，在第一进给组件21上游设置加热设备1。该加热设备1对金属扁平管7进行局部加热，为随后的初轧及精轧做准备。优选地，加热设备1为加热炉，加热炉内可布置环形加热线圈，通过高频感应加热装置使加热线圈持续加热金属扁平管7。该加热设备1对金属扁平管7进行预加热，适用于所需成形温度较高的金属扁平管7，如不锈钢管等，则此时金属扁平管7的加工工艺为热加工工艺；若待加工的金属扁平管7的成形温度较低，如铝合金管等，可取消加热设备1或在设置加热设备1时不启动加热设备1，则此时金属扁平管7的加工工艺为冷加工工艺。

进一步，在本实施例中，还设置有至少一组立辊，每组立辊包括设置在金属扁平管7的进给路线两侧的两个立辊，以用于对金属扁平管7进行横向(即垂直于金属扁平管7的进给方向)定位。如图1所示，优选设置3组立辊，更加优选地，在加热设备1和第一进给组件21之间、在第一蛇形成形组件23和第二进给组件31之间、在第三蛇形成形组件43的下游分别设置一组立辊。

优选地，本实施例的金属扁平管7为金属扁平管7，其扁平外形可大大增加其与冷却对象的接触面积。

综上，本实施例的蛇形金属扁平管的成形设备，通过具有成形面和非成形面的特殊轧辊(成形轧辊)可简便地加工出非连续的蛇形管段，特殊轧辊可根据蛇形管段的弯曲程度的要求来选择，如此形成的蛇形管段的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度可以更小，能够降低空间占用率，进而利于对处于狭小空间的冷却对象进行冷却。

作为本实施例的成形设备制得的蛇形金属扁平管7’的一个应用实例，将蛇形金属扁平管7’根据冷却对象的形状和布置折弯成如图4示出的形状，冷却对象为锂离子电池6。

实施例二

本实施例提供一种基于实施例一的蛇形金属扁平管的成形设备的蛇形金属扁平管的成形方法，包括如下步骤：

步骤一、保持三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)处于释放状态，保持三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)中的成形轧辊处于非工作状态，选取金属扁平管7，将金属扁平管7装入加热设备1、上述三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)和上述三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)中。如金属扁平管7为金属扁平管7，则以扁平面向上的方式装入。并且调整立辊，以对金属扁平管7进行横向定位。此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表1所示：

表1

步骤二、驱动上述三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)进入准备进给状态，即驱动三组进给组件中的传送辊进入准备进给状态，夹紧金属扁平管7但不转动。随后启动加热设备1对金属扁平管7中位于加热设备1中的管段进行加热，在加热设备1中的加热温度达到预定值时，执行步骤三，并且已被加热的管段包含待塑形管段71。步骤二完成后的状态参见图5，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表2所示：

表2

步骤三、驱动上述三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)进入进给状态，使其中的各个传送辊均以一定回转角速度ω开始回转，从而带动金属扁平管7整体开始以恒定速度v向出料端移动。步骤三完成后的状态参见图6，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表3所示：

表3

步骤四、当待塑形管段71移动至第一蛇形成形组件23的前方πr/2处时，驱动第一蛇形成形组件23中的两个成形轧辊231以非成形面与金属扁平管7接触的定向进入工作状态，以一定回转角速度ω开始回转，随后第一蛇形成形组件23的两个成形轧辊231的成形面配合挤压待塑形管段71，待塑形管段71产生与成形面形状一致的塑性变形，形成初轧管段72。步骤四的过程参见图7，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表4所示：

表4

步骤五、当初轧管段72移动至第二进给组件31的前方时，第二进给组件31进入释放状态，以为初轧管段72让位，防止第二进给组件31对初轧管段72施加力而导致其变形。步骤五的过程参见图8，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表5所示：

表5

步骤六、当初轧管段72移动至第二蛇形成形组件33的前方πr/2处时，驱动第二蛇形成形组件33中的两个成形轧辊331以非成形面与金属扁平管7接触的定向进入工作状态，以一定回转角速度ω开始回转，随后第二蛇形成形组件33的两个成形轧辊331的成形面与初轧管段72啮合进行精轧，初轧管段72形成一次精轧蛇形管段。同时，第一蛇形成形组件23的两个成形轧辊231的成形面配合挤压下一个待塑形管段71，下一个待塑形管段71产生与成形面形状一致的塑性变形，形成下一个初轧管段72。步骤六的过程参见图9，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表6所示：

表6

步骤七、当一次精轧蛇形管段移动至第三进给组件41的前方时，第三进给组件41进入释放状态，以为一次精轧蛇形管让位，防止第三进给组件41对一次精轧蛇形管施加力而导致其变形。步骤七的过程参见图10，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表7所示：

表7

步骤八、当一次精轧蛇形管段移动至第三蛇形成形组件43的前方πr/2处时，驱动第三蛇形成形组件43中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管7接触的定向进入工作状态，以一定回转角速度ω开始回转，随后第三蛇形成形组件43的两个成形轧辊431的成形面与一次精轧蛇形管段啮合进行精轧，一次精轧蛇形管段形成二次精轧蛇形管段。同时，第二蛇形成形组件33的两个成形轧辊331的成形面与第二个初轧管段72啮合进行精轧，第二个初轧管段72形成第二个一次精轧蛇形管段。并且同时，第一蛇形成形组件23的两个成形轧辊231的成形面配合挤压第三个待塑形管段71，第三个待塑形管段71产生与成形面形状一致的塑性变形，形成第三个初轧管段72。步骤八的过程参见图11，此阶段内各辊箱内成形轧辊及传送辊的状态如下表8所示：

表8

步骤九、保持三个进给组件(第一进给组件21、第二进给组件31、第三进给组件41)处于释放状态、以及三个蛇形成形组件(第一蛇形成形组件23、第二蛇形成形组件33、第三蛇形成形组件43)的成形轧辊处于工作状态，同时进行一次精轧管段73变二次精轧管段、初轧管段72变一次精轧管段73和待塑形管段71变初轧管段72的加工，直至金属扁平管7被加工完成。

当然，上述以具有加热设备1和立辊的情况作为实例进行了详细描述，但在其他实施例中，可删除有关加热工艺和横向定位的操作。

综上，本发明的蛇形金属扁平管的成形方法，利用具有成形面和非成形面的特殊轧辊可简便地加工出非连续的蛇形管段，特殊轧辊可根据蛇形管段的弯曲程度的要求来选择，如此形成的蛇形管段的弯曲程度相比于采用自动折弯机加工出的蛇形管段的弯曲程度可以更小，能够降低空间占用率，进而利于对处于狭小空间的冷却对象进行冷却。

进一步，上述实施例所示出的成形设备和成形方法还具有不限制管长、成本低、加工效率高、可广泛推广的优点。并且，可同时对多个待加工管段进行初轧、一次精轧和二次精轧，加工效率高；而对同一待加工管段进行三次轧制，提高塑形精度。

实施例三

本实施例提供一种蛇形金属扁平管的成形设备，与上述实施例一的不同之处在于，该成形设备的蛇形成形组件中的成形轧辊的整个辊面均为成形面，也就是说，将实施例一中的非成形面去掉，将成形面延伸到整个辊面，以加工出连续的蛇形。此时，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管7同时施加进给力和成形力的工作状态(即夹紧金属扁平管7并转动)以及与金属扁平管7脱离的非工作状态之间切换。对应该设备的成形工艺可参照实施二，也可适用于其他成形工艺。

综合上述三个实施例，在本发明中，进给组件的有无和数量以及蛇形成形组件的数量不局限于上述三个实施例，任何实例只要采用了具有成形面并利用成形面在金属扁平管7上挤压出蛇形结构的成形轧辊，就包含在本发明的保护范围内，而无论是成形连续的蛇形管段还是非连续的蛇形管段。

最后应说明的是：以上的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，包括沿金属扁平管进给方向依次设置的第一进给组件、第一蛇形成形组件、第二进给组件、第二蛇形成形组件、第三进给组件和第三蛇形成形组件；

其中，上述三个进给组件均能够在与金属扁平管接触并能够对金属扁平管产生进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态以及脱离金属扁平管的释放状态之间切换；

其中，上述三个蛇形成形组件均包括上下对应设置的两个成形轧辊，所述成形轧辊的辊面由沿其周向排列并连接的成形面和非成形面组成，上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中将金属扁平管的受压管段挤压成蛇形，上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中不对金属扁平管的受压管段进行塑形，上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管施加进给力或同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

沿所述成形轧辊的周向，所述成形面由交替的多个凸面和凹面形成。

3.根据权利要求1或2所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

所述非成形面为圆弧面，所述圆弧面的弧长等于预加工出的所述金属扁平管的相邻两个蛇形管段之间的距离。

4.根据权利要求1所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

上述三个进给组件均包括上下对应设置的两个传送辊，两个传送辊能够在与金属扁平管接触并能够配合对金属扁平管施加进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态以及与金属扁平管脱离的释放状态之间切换。

5.根据权利要求1所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，还包括：

沿金属扁平管的进给方向设置在所述第一进给组件上游的加热设备。

6.根据权利要求1所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，还包括：

至少一组立辊，每组立辊包括设置在金属扁平管的进给路线两侧的两个立辊，以用于对金属扁平管进行横向定位。

7.一种基于权利要求1至6任一所述的蛇形金属扁平管的成形设备的蛇形金属扁平管的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、保持上述三个进给组件处于释放状态，保持上述三个蛇形成形组件中的成形轧辊处于非工作状态，将金属扁平管以扁平面向上的方式装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件；

步骤二、驱动上述三个进给组件进入准备进给状态；

步骤三、驱动上述三个进给组件进入进给状态，使得金属扁平管整体开始移动；

步骤四、当待塑形管段移动至第一蛇形成形组件的前方时，驱动第一蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第一蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面配合挤压所述待塑形管段，所述待塑形管段产生与所述成形面形状一致的塑性变形，形成初轧管段；

步骤五、当所述初轧管段移动至第二进给组件的前方时，所述第二进给组件进入释放状态；

步骤六、当所述初轧管段移动至第二蛇形成形组件的前方时，驱动第二蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第二蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面与所述初轧管段啮合进行精轧，所述初轧管段形成一次精轧蛇形管段；

步骤七、当所述一次精轧蛇形管段移动至第三进给组件的前方时，所述第三进给组件进入释放状态；

步骤八、当所述一次精轧蛇形管段移动至第三蛇形成形组件的前方时，驱动第三蛇形成形组件中的两个成形轧辊以非成形面与金属扁平管接触的定向进入工作状态，随后第三蛇形成形组件的两个成形轧辊的成形面与所述一次精轧蛇形管段啮合进行精轧，所述一次精轧蛇形管段形成二次精轧蛇形管段；

步骤九、保持三个进给组件处于释放状态、以及三个蛇形成形组件的成形轧辊处于工作状态，直至金属扁平管被加工完成。

8.根据权利要求7所述的蛇形金属扁平管的成形方法，其特征在于，

在步骤一中，金属扁平管装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件后，调整立辊，以对金属扁平管进行横向定位。

9.根据权利要求7所述的蛇形金属扁平管的成形方法，其特征在于，

在步骤一中，金属扁平管在装入上述三个进给组件和上述三个蛇形成形组件的同时，还装入加热设备中；

在步骤二中，还启动加热设备对金属扁平管中位于加热设备中的管段进行加热，在加热设备中的加热温度达到预定值时，执行步骤三，并且已被加热的管段包含待塑形管段。

10.一种蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，包括蛇形成形组件，所述蛇形成形组件包括上下对应设置的两个成形轧辊，所述成形轧辊的辊面包括成形面，上下对应的两个成形轧辊的成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中将金属扁平管的受压管段挤压成蛇形；

所述成形轧辊的辊面还包括非成形面，所述成形面与所述非成形面沿所述辊面的周向排列并连接，上下对应的两个成形轧辊的非成形面形状匹配以用于配合地输送金属扁平管并在输送金属扁平管的过程中不对金属扁平管的受压管段进行塑形。

11.根据权利要求10所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

上下对应的两个成形轧辊能够在配合对金属扁平管施加进给力或同时施加进给力和成形力的工作状态以及与金属扁平管脱离的非工作状态之间切换。

12.根据权利要求11所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

沿所述成形轧辊的周向，所述成形面由交替的多个凸面和凹面形成。

13.根据权利要求10所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，

所述非成形面为圆弧面，所述圆弧面的弧长等于预加工出的所述金属扁平管的相邻两个蛇形管段之间的距离。

14.根据权利要求10所述的蛇形金属扁平管的成形设备，其特征在于，还包括：

进给组件，所述进给组件能够在与金属扁平管接触并能够对金属扁平管施加进给力的准备进给状态、对金属扁平管施加进给力的进给状态和脱离金属扁平管的释放状态之间切换。