CN107252939A - 工件管、管内壁沟槽加工装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件管、管内壁沟槽加工装置及其方法，管内壁沟槽加工装置包括：用于定位与电源设备阳极连接的工件管(4)的定位座(5)；能够伸入所述工件管(4)内部的径向伸缩装置，所述径向伸缩装置具有多个沿其径向方向移动的移动块(3)，所述移动块(3)具有用于与所述工件管(4)内壁之间形成容纳电解液的间隙的外表面；设置于所述移动块(3)外表面的凸起结构(7)，所述凸起结构(7)的外表面为用于与电源设备阴极连接的电极表面(12)。本发明提供的管内壁沟槽加工装置，加工简单方便，提高了工件管的换热效率。

Description

工件管、管内壁沟槽加工装置及其方法

技术领域

本发明涉及管件加工设备技术领域，特别涉及一种工件管、管内壁沟槽加工装置及其方法。

背景技术

随着经济的快速发展，空调的市场容量逐年扩大，对空调的质量要求也在逐步提高。在空调制冷行业中，随着空调设备向大容量、低能耗及体积小型化的方向发展，换热管的换热需求也随之提高。

为了提高空调中换热器(蒸发器和冷凝器)的换热效率，换热器一般采用具有管内壁具有沟槽的工件管(如铜管)加工而成。

目前，管内壁沟槽加工方法主要有两种。第一种是铜带滚压成形焊接法，生产的工件管具有焊接缝，且具有内螺纹(沟槽)；另一种是拉拔旋压成形法，生产的工件管无缝，且内螺纹(沟槽)。

但是，收到加工方法的限制，加工操作负载，并且，不便于内螺纹(沟槽)深度的调整，工件管内壁表面积不高，工件管的换热效率不高。

因此，如何加工简单方便，提高工件管换热效率，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种管内壁沟槽加工装置，加工简单方便，提高工件管换热效率。本发明还公开了一种上述管内壁沟槽加工装置的管内壁沟槽加工方法及采用上述管内壁沟槽加工方法加工而成的工件管。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管内壁沟槽加工装置，包括：

用于定位与电源设备阳极连接的工件管的定位座；

能够伸入所述工件管内部的径向伸缩装置，所述径向伸缩装置具有多个沿其径向方向移动的移动块，所述移动块具有用于与所述工件管内壁之间形成容纳电解液的间隙的外表面；

设置于所述移动块外表面的凸起结构，所述凸起结构的外表面为用于与电源设备阴极连接的电极表面。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述径向伸缩装置还包括推杆结构，所述推杆结构具有用于与所述移动块的内壁接触的接触部；

所述移动块的内壁具有沿所述推杆结构的轴向倾斜设置的倾斜面。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述接触部为圆锥结构；

所述移动块的内壁具有与所述圆锥结构相配合的圆锥腔，所述倾斜面为所述圆锥腔的腔内壁。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述径向伸缩装置还包括连接相邻两个所述移动块的弹性连接件；

所述弹性连接件连接于所述移动块的端面上。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述推杆结构具有沿其轴向设置的中空流道。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述凸起结构的数量为多个且沿所述移动块侧面的一端到其另一端排列；

多个所述凸起结构呈螺旋结构排列于所述移动块的侧面。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述凸起结构为球珠结构。

优选地，上述管内壁沟槽加工装置中，所述定位座上具有移动块运动滑台；

所述移动块朝向所述定位座的端面上具有与所述移动块运动滑台相配合的移动块运动滑道。

本发明还提供了一种管内壁沟槽加工方法，应用如上述任一项所述的管内壁沟槽加工装置，包括步骤：

1)将所述工件管定位于所述定位座上；并将径向伸缩装置伸入所述工件管内部；

2)将电解液填充于所述移动块外表面与所述工件管内壁之间的间隙；

3)将所述工件管与电源设备阳极连接，所述凸起结构的电极表面与电源设备阴极连接；

4)所述径向伸缩装置的移动块沿所述径向伸缩装置的径向方向进给。

本发明还提供了一种工件管，所述工件管为采用如上所述的管内壁沟槽加工方法加工而成的工件管。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的管内壁沟槽加工装置，通过设置径向伸缩装置，使得凸起结构能够沿径向伸缩装置的径向移动，进而实现凸起结构相对于工件管内壁的靠近及远离。由于工件管与电源设备阳极连接，凸起结构的电极表面与电源设备阴极连接，移动块的外表面与工件管内壁之间具有电解液，在电解加工的作用下，通过工件管与径向伸缩装置的相对旋转，在工件管的内表面加工出多条沟槽，加工简单方便；并且，通过移动块的径向移动，实现了凸起结构向工件管内壁的径向进给，能够实现调节沟道加工深度的作用，能够实现提高工件管内壁表面积的操作，进而提高了工件管的换热效率。

本发明实施例还提供了一种采用上述管内壁沟槽加工装置的管内壁沟槽加工方法及应用上述管内壁沟槽加工方法加工的工件管，上述管内壁沟槽加工方法具有与上述管内壁沟槽加工装置同样地技术效果，在此不再一一累述。

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为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部结构放大示意图；

图3为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置的剖视结构图；

图4为图3中B部分的局部结构放大示意图；

图5为图3中C部分的局部结构放大示意图；

图6为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置的加工过程示意图；

图7为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置加工出的沟槽示意图；

图8为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置在加工过程中的电场电势分布图；

图9为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置在加工过程中的电场电流密度分布图；

图10为本发明实施例提供的移动块的主视结构图；

图11为本发明实施例提供的移动块的立体结构图；

图12为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置的底部示意图；

图13为本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置未安装工件管的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种管内壁沟槽加工装置，加工简单方便，提高工件管换热效率。本发明还公开了一种上述管内壁沟槽加工装置的管内壁沟槽加工方法及采用上述管内壁沟槽加工方法加工而成的工件管。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图3和图4，本发明实施例提供了一种管内壁沟槽加工装置，包括定位座5、径向伸缩装置及凸起结构7。定位座5用于定位与电源设备阳极连接的工件管4；径向伸缩装置能够伸入工件管4内部，径向伸缩装置具有多个沿其径向方向移动的移动块3，移动块3具有用于与工件管4内壁之间形成容纳电解液的间隙的外表面；凸起结构7设置于移动块3外表面，凸起结构7的外表面为用于与电源设备阴极连接的电极表面12。

本发明实施例提供的管内壁沟槽加工装置，通过设置径向伸缩装置，使得凸起结构7能够沿径向伸缩装置的径向移动，进而实现凸起结构7相对于工件管4内壁的靠近及远离。由于工件管4与电源设备阳极连接，凸起结构7的电极表面12与电源设备阴极连接，移动块3的外表面与工件管4内壁之间具有电解液，在电解加工的作用下，在工件管4的内表面加工出沟槽，加工简单方便；并且，通过移动块3的径向移动，实现了凸起结构7向工件管4内壁的径向进给，能够实现调节沟道加工深度的作用，能够实现提高工件管4内壁表面积的操作，进而提高了工件管4的换热效率。

其中，工件管4可以为铜热管，也可以为其他种类的管件。

优选地，多个移动块3沿径向伸缩装置的周向均匀设置。当然，也可以使多个移动块3沿一定比例周向设置，在此不再一一累述。

如图3所示，径向伸缩装置还包括推杆结构1，推杆结构1具有用于与移动块3的内壁接触的接触部；移动块3的内壁具有沿推杆结构1的轴向倾斜设置的倾斜面。通过上述设置，通过推动推杆结构1，使得推杆结构1沿轴向运动，接触部沿倾斜面运动，由于倾斜面沿推杆结构1的轴向倾斜，在推杆结构1轴向运动过程中，移动块3径向运动。上述结构简单，便于加工及使用。也可以在径向伸缩装置内设置沿其径向运动的气缸或液压缸等驱动装置，通过驱动装置的驱动实现移动块3径向运动。

可以理解的是，上述径向均为定位于定位座5上的工件管4的径向方向，上述轴向为定位于定位座5上的工件管4的轴向方向。

如图3及图11所示，在本实施例中，接触部为圆锥结构；移动块3的内壁具有与圆锥结构相配合的圆锥腔8，倾斜面为圆锥腔8的腔内壁。多个移动块3沿径向伸缩装置的周向设置，使得多个移动块3的圆锥腔8相互连接形成完整的圆锥腔体。上述圆锥腔8均为圆锥腔体的一部分。通过圆锥结构与圆锥腔体的配合，在推杆结构1匀速沿轴向运动时，移动块3能够沿径向均匀移动，便于控制凸起结构7向工件管4内壁的径向进给量。

优选地，径向伸缩装置还包括连接相邻两个移动块3的弹性连接件9。在弹性连接件9的弹性恢复力作用下，确保了多个移动块3的相对位置，也确保了移动块3的内壁与推杆结构1的接触部实时接触。

优选地，弹性连接件9为弹簧。也可以设置为橡皮筋或其他弹性装置，仅需确保其具有弹性恢复力即可。

如图2、图12及图13所示，弹性连接件9连接于移动块3的端面上。本实施例中，移动块3的端面具有固定部件2，固定部件2与弹性连接件9的端部连接。也可以将弹性连接件9连接于两个移动块3的相对面上。其中，固定部件2可以为固定螺钉，通过拧动固定螺钉，完成固定螺钉相对于移动块3的固定。

为了便于电解液的填充及循环更新，推杆结构1具有沿其轴向设置的中空流道。电解液通过推杆结构1的中空流道进入移动块3与定位座5的空间中，然后填充于移动块3与工件管4之间的间隙中，保证凸起结构7与工件管4的加工间隙中具有充足的电解液。

如图10所示，凸起结构7的数量为多个且沿移动块3侧面的一端到其另一端排列。通过上述设置，即可完成整条沟槽的加工。当然，也可以在移动块3侧面的中间设置一个或几个凸起结构7，在此不再详细介绍且均在保护范围之内。

其中，N为移动块3的数量，每个移动块3侧面均具有由其一端到其另一端排列的多个凸起结构7。N个移动块3共同径向进给，使得在工件管4的内壁向形成N条沟槽。在本实施例中，N等于4。即，一次加工能够在工件管4的内壁上加工4条沟槽，如需加工更多沟槽，可以将工件管4由径向伸缩装置上取下，旋转一定角度后再套设于径向伸缩装置外侧继续加工。当然，也可以增加移动块3的数量或增加移动块3上凸起结构7的数量，如在移动块3侧面设置多排凸起结构7。优选地，每排凸起结构7由移动块3的一端到移动块3的另一端排列。当然，也可以使每排凸起结构7端部的凸起结构7距离移动块3的端部具有一定距离，在此不做具体描述且均在保护范围之内。

如图10、图12及图13所示，多个凸起结构7呈螺旋结构排列于移动块3的侧面。通过上述设置，使得多个凸起结构7沿周向方向与工件管4的内壁接触，提高了工件管4加工沟槽过程中的稳定性。

优选地，凸起结构7为球珠结构。通过上述设置，提高了沟槽的面积，进而提高了工件管4内壁的表面积。

如图8及图9所示，凸起结构7为球珠结构，凸起结构7正对加工区的电极表面12连接电源负极，工件管4的加工表面13连接电源阳极，在两者之间填充一定浓度的电解液，从图8及图9中可知，电极表面12与加工表面13接近端的电场强度及电流密度较大，电解去除较快，相邻两个凸起结构7之间的位置会较慢腐蚀。因此，如图6及图7所示，在电解加工过程中，随着凸起结构7的径向进给，工件管4内壁不断腐蚀出与凸起结构7的结构相同的凹坑，由于凸起结构7为球珠结构，凹坑为半球凹坑，随着凸起结构7向工件管4的深入，相邻两个半球凹坑之间的尖端电场变强，半球与半球之间的尖端会被腐蚀后形成如图7所示的连续波浪形内沟槽11。

如图5、图10、图11、图12及图13所示，定位座5上具有移动块运动滑台6；移动块3朝向定位座5的端面上具有与移动块运动滑台6相配合的移动块运动滑道10。通过上述设置，有效提高了移动块3径向滑动的稳定性。

其中，本实施例提供的管内壁沟槽加工装置的组装过程如下：

移动块3的数量为四个。四个移动块3的圆锥腔8围为圆锥腔体，凸起结构7螺旋固定在移动块3上，固定部件2固定于移动块3的端面上。弹性连接件9的两端分别固定于相邻两个移动块3的固定部件2上，推杆结构1设置于圆锥腔体的内部，完成径向伸缩装置的组装。移动块3的移动块运动滑道10与移动块运动滑台6相配合，工件管4定位设置于定位座5上。

本发明实施例还提供了一种管内壁沟槽加工方法，应用如上述任一项管内壁沟槽加工装置。包括步骤：

S1：将工件管4定位于定位座5上；并将径向伸缩装置伸入工件管4内部；

S2：将电解液填充于移动块3外表面与工件管4内壁之间的间隙；

S3：将工件管4与电源设备阳极连接，凸起结构7的电极表面12与电源设备阴极连接；

S4：径向伸缩装置具的移动块3沿径向伸缩装置的径向方向进给。

进一步地，本发明实施例还提供了一种工件管，工件管为采用如上所述的管内壁沟槽加工方法加工而成的工件管。

上述管内壁沟槽加工方法具有与上述管内壁沟槽加工装置同样地技术效果，在此不再一一累述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种管内壁沟槽加工装置，其特征在于，包括：

用于定位与电源设备阳极连接的工件管(4)的定位座(5)；

能够伸入所述工件管(4)内部的径向伸缩装置，所述径向伸缩装置具有多个沿其径向方向移动的移动块(3)，所述移动块(3)具有用于与所述工件管(4)内壁之间形成容纳电解液的间隙的外表面；

设置于所述移动块(3)外表面的凸起结构(7)，所述凸起结构(7)的外表面为用于与电源设备阴极连接的电极表面(12)。

2.如权利要求1所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述径向伸缩装置还包括推杆结构(1)，所述推杆结构(1)具有用于与所述移动块(3)的内壁接触的接触部；

所述移动块(3)的内壁具有沿所述推杆结构(1)的轴向倾斜设置的倾斜面。

3.如权利要求2所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述接触部为圆锥结构；

所述移动块(3)的内壁具有与所述圆锥结构相配合的圆锥腔(8)，所述倾斜面为所述圆锥腔(8)的腔内壁。

4.如权利要求2所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述径向伸缩装置还包括连接相邻两个所述移动块(3)的弹性连接件(9)；

所述弹性连接件(9)连接于所述移动块(3)的端面上。

5.如权利要求2所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述推杆结构(1)具有沿其轴向设置的中空流道。

6.如权利要求1所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述凸起结构(7)的数量为多个且沿所述移动块(3)侧面的一端到其另一端排列；

多个所述凸起结构(7)呈螺旋结构排列于所述移动块(3)的侧面。

7.如权利要求1所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述凸起结构(7)为球珠结构。

8.如权利要求1-7任一项所述的管内壁沟槽加工装置，其特征在于，所述定位座(5)上具有移动块运动滑台(6)；

所述移动块(3)朝向所述定位座(5)的端面上具有与所述移动块运动滑台(6)相配合的移动块运动滑道(10)。

9.一种管内壁沟槽加工方法，其特征在于，应用如权利要求1-8任一项所述的管内壁沟槽加工装置；包括步骤：

1)将所述工件管(4)定位于所述定位座(5)上；并将径向伸缩装置伸入所述工件管(4)内部；

2)将电解液填充于所述移动块(3)外表面与所述工件管(4)内壁之间的间隙；

3)将所述工件管(4)与电源设备阳极连接，所述凸起结构(7)的电极表面(12)与电源设备阴极连接；

4)所述径向伸缩装置的移动块(3)沿所述径向伸缩装置的径向方向进给。

10.一种工件管，其特征在于，所述工件管为采用如权利要求9所述的管内壁沟槽加工方法加工而成的工件管。