CN111468783A - 一种换热管翅片的铲削设备及铲削方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热管翅片的铲削设备及铲削方法，涉及换热管翅片加工技术领域。铲削设备包括机架以及设置在机架上的送料机构和铲削机构，送料机构用于沿指定方向输送物料，铲削机构包括至少两组用于同时铲削物料不同侧面的铲削模块。铲削方法包括渐进进刀过程和固定进刀过程。本发明的铲削设备可同时对物料的多个侧面进行铲削翅片加工，大幅提高铲削加工效率和产品质量；本发明的铲削方法可在物料的任一位置开始铲削，加工更加灵活、适用性更好，且产生的料头长度短，可节约材料成本，减少废料。

Description

一种换热管翅片的铲削设备及铲削方法

技术领域

本发明涉及换热管翅片加工技术领域，具体涉及一种换热管翅片的铲削设备及铲削方法。

背景技术

换热管是一种常用的换热元件，通常采用铜、铝或铜铝合金制成。换热管一般由管身以及位于管身侧面的多个翅片组成，翅片可增大换热面积进而提高换热效率。传统的换热管加工方式一般先分别加工管身和翅片，然后通过焊接或切合的方式将翅片连接在管身的侧面上。这种加工方式，由于翅片与管身为两个独立的单体，在翅片与管身的连接位置会产生结合热阻，这会增加换热管整体的热阻，导致换热过程中传热效率低。且此类加工工艺工序复杂，加工成本高，产品的一致性也较差。

因此，现有技术中多采用铲削的工艺来加工换热管的翅片，具体方式是，使用刀具铲削换热管管身的外侧管壁，在管身的外侧管壁形成翅片。这种加工方式由于管身和翅片为一个整体，不会产生结合热阻，可提高换热管的换热效率。且铲削加工的方式，进刀的参数可控，产品的一致性好，加工工艺简单，适用于大批量生产，是目前主流的翅片加工方式。

为了进一步提高换热管的换热效率，现有技术中的换热管在其两个或以上的侧面均设置了翅片。现有的翅片铲削设备多为单面铲削设备，在加工多面翅片的换热管时，需要分别对多个侧面进行铲削，在对单一侧面的翅片铲削完成后，需要取下换热管，换面装夹，然后再次进行铲削。上述单面铲削设备存在着以下的缺陷：

其一，单面铲削设备在加工多面翅片的换热管时需要分别对物料(即未加工翅片的换热管)的多个侧面进行铲削，加工效率低。且加工过程需要反复的取下和重新装夹物料，一方面这会容易损坏铲削好的翅片，另一方面多次的装夹会存在装夹误差，导致最终加工完成的产品的一致性和均匀性较差，影响其传热效率。

其二，现有的铲削设备的夹料装置的结构较为简单，一般为两个夹臂组成，通过两个夹臂配合夹紧物料的端部，这种夹料装置所能提供的夹持力较小。而由于物料的长度一般较长，且铲削过程中刀具对于物料的作用力也较大，为了使铲削过程中物料的夹持稳固，现有的铲削设备通常需要在加工区域的两端分别设置两个夹料装置，同时夹持物料的两端来提供足够的夹持力。两端夹持物料的方式，一方面在装夹物料时需要分别对两个夹料装置进行操作，导致装夹物料时操作较为繁琐。另一方面，由于两个夹料装置之间的间距一般是固定的，这样铲削设备在加工物料时，就只能夹持和加工固定长度的物料，对于长度较长或较短的物料都无法进行加工，适用性较差。

另外，现有的翅片铲削方法，刀具在物料的侧面斜向进刀，刀具铲入物料管壁一定深度后，向上翻起形成翅片。这种铲削方法，只能从物料的端部开始铲削，且在铲削开始时有一定长度的物料因不能满足翅片的形成条件而无法形成翅片。这种铲削方法只能从物料的端部开始铲削，适用性和灵活性较差，并且由于开始的部分无法形成翅片，需要对加工完成的换热管进行切头处理切除较长长度的换热管，这会形成较多的废料，造成材料浪费。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的之一在于提供一种换热管翅片的铲削设备，目的之二在于提供一种换热管翅片的铲削方法。本发明的铲削设备可同时对物料的多个侧面进行铲削翅片加工，大幅提高铲削加工效率和产品质量；本发明的铲削方法可在物料的任一位置开始铲削，加工更加灵活、适用性更好，且产生的料头长度短，可节约材料成本，减少废料。

本发明所述的一种换热管翅片的铲削设备，包括机架以及设置在所述机架上的送料机构和铲削机构；

所述送料机构包括送料导轨、第一滑动座、送料电机和夹料装置；所述送料导轨沿物料输送方向延伸；所述第一滑动座滑动设置在所述送料导轨上，并可在所述送料导轨上往复运动；所述送料电机与所述第一滑动座联动，用于带动所述第一滑动座沿所述送料导轨运动；所述夹料装置设置在所述第一滑动座上，用于夹持物料的端部；

所述铲削机构包括至少两组用于同时铲削物料不同侧面的铲削模块；所述铲削模块包括送刀导轨、第二滑动座、刀具座和送刀电机；所述送刀导轨设置在物料输送路径的旁侧，所述送刀导轨倾斜于物料输送路径延伸，并沿物料输送方向向物料输送路径逐渐靠拢；所述第二滑动座滑动设置在所述送刀导轨上，并可在所述送刀导轨上往复运动；所述送刀电机与所述第二滑动座联动，用于带动所述第二滑动座沿所述送刀导轨运动；所述刀具座设置在所述第二滑动座上，所述刀具座上安装有用于铲削物料的刀具。

优选地，所述夹料装置包括固定架、第一夹臂、第二夹臂和凸轮，所述第一夹臂和所述第二夹臂并列设置在所述固定架上，且所述第一夹臂和所述第二夹臂互为对称结构；所述第一夹臂和所述第二夹臂的中部均与所述固定架转动连接；所述第一夹臂靠近所述铲削机构的一端为第一夹持端，另一端为第一调节端；所述第二夹臂靠近所述铲削机构的一端为第二夹持端，另一端为第二调节端，所述第一夹持端和所述第二夹持端分别相对设置有第一夹口和第二夹口，所述第一夹口和所述第二夹口配合以共同夹持物料的端部；所述凸轮设置在所述第一调节端和所述第二调节端之间，且所述凸轮的中部与所述固定架转动连接，所述凸轮的最大长度等于所述第一夹臂和所述第二夹臂的平行间距。

优选地，所述第一夹口和所述第二夹口的相对面上均设有倒齿，所述倒齿倾斜于相对面并向所述第一调节端和所述第二调节端的方向延伸。

优选地，所述夹料装置还包括第一复位弹簧和第二复位弹簧，所述第一复位弹簧设置在所述第一调节端的外侧，所述第一复位弹簧一端连接所述第一调节端，另一端连接所述固定架；所述第二复位弹簧设置在所述第二调节端的外侧，所述第二复位弹簧一端连接所述第二调节端，另一端连接所述固定架。

优选地，所述刀具座呈多棱柱形，所述刀具座的至少两个侧面上设有用于安装所述刀具的第一安装孔。

优选地，所述刀具座的底部设有用于与所述第二滑动座连接的第二安装孔，所述第二安装孔的数量为若干个，环绕所述刀具座的中心等间隔布置。

优选地，所述刀具座的上表面设有用于与注水管连通的注水口，所述刀具座侧面的边沿处设有与所述注水口相通的出水口。

优选地，所述铲削设备还包括导向机构，所述导向机构包括成对设置的导向轮，同对的两所述导向轮分别设置在物料输送路径的左右两侧，两所述导向轮之间形成可供物料穿过的缝隙，且所述导向轮的外周面与物料相接触。

优选地，所述铲削设备还包括控制柜以及设置在所述控制柜内的控制器，所述送料电机和所述送刀电机均为伺服电机；所述控制柜上设有若干控制按钮，所述控制按钮与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述送料电机和所述送刀电机的控制端电连接。

一种换热管翅片的铲削方法为根据所需加工翅片的倾斜角度、间距和高度分别计算刀具的指定进刀方向a、指定进刀间隔b和指定进刀深度c；使物料沿其长度方向输送，在所述物料的至少两个侧面同时进行铲削加工，所述铲削加工包括渐进进刀过程和固定进刀过程；

所述渐进进刀过程为使刀具进行若干次进刀和退刀动作以铲削物料侧面；其中，若干次进刀的方向均沿着所述指定进刀方向a；第一次进刀的深度小于所述指定进刀深度c，且第一次进刀和第二次进刀之间的间隔小于所述指定进刀间隔b；在若干次进刀动作中，进刀深度逐次增大，且相邻两次进刀之间的间隔逐渐增大，直至相邻两次进刀之间的间隔等于所述指定进刀间隔b且进刀深度等于所述指定进刀深度c，结束所述渐进进刀过程并进入所述固定进刀过程；

所述固定进刀过程为使刀具重复若干次进刀和退刀动作以铲削物料侧面，直至物料铲削完成；其中，若干次进刀的方向均沿着所述指定进刀方向a，相邻两次进刀之间的间隔均等于指定进刀间隔b，进刀深度均等于指定进刀深度c。

本发明所述的一种换热管翅片的铲削设备，其优点在于：

1、本发明的铲削设备通过设置多组铲削模块，可同时对换热管的多个侧面进行铲削加工，可大幅提高翅片铲削加工的效率，且无需多次装夹换热管，可减少装夹误差，使产品的一致性和均匀性良好，从而具有良好的传热效率。本发明的送料和刀具进给采用电机配合滚珠丝杆传动的方式，这种传动方式传动稳定、结构简单，且电机的运行可精确控制，进而使得送料和刀具进给的参数精确可控，有利于提高产品的精度。多个铲削模块分别由独立的电机驱动，并由独立的传动机构传动，可对各个铲削模块进行单独控制，加工时更加灵活，且能有效避免各个铲削模块之间的运动干涉，使得传动更加稳定，故障率低且方便维修更换。

2、本发明的夹料装置采用凸轮、第一夹臂和第二夹臂配合的方式，这种夹料装置物料夹持稳固，且夹臂的张开和夹紧调节方便。

3、本发明在第一夹口和第二夹口的相对面上设有倾斜向内的倒齿。倒齿的延伸方向垂直于铲削时同侧刀具的进刀方向，且倒齿的末端锋利。当第一夹口和第二夹口夹持物料进行铲削时，刀具沿进刀方向铲削物料，会向物料施加沿进刀方向的铲削力，铲削力倾斜于物料的长度方向向外，将铲削力进行分解，得到沿物料长度方向向外的竖直分力a和垂直于物料长度方向的水平分力b，多个铲削力的水平分力b相互抵消或由夹口的侧壁承受，多个铲削力的竖直分力a叠加为推动物料向远离夹料装置方向运动的推力，上述推力需要由夹料装置的夹持力来抵消，以防止物料脱离夹料装置。本发明的倒齿结构，由于倒齿的延伸方向且其较为锋利，在刀具铲削物料时，倒齿会切削进入物料的侧壁内，并向物料施加倾斜于物料长度方向向内的切削力，将该切削力进行分解，可得到沿物料长度方向向内的竖直分力c和垂直于物料长度方向的水平分力d。相对两侧倒齿所施加的水平分力d大小相等方向相反相互抵消。两侧倒齿所施加的竖直分力c叠加为拉动物料向靠近夹料装置方向运动的拉力，拉力的方向与铲削过程所产生的推力方向相反，可减小甚至抵消铲削过程中刀具向物料施加的向外的推力，进而减小甚至消除物料因刀具铲削力所产生的运动趋势，使得物料的夹持更加稳固，经过实际验证，通过本发明的倒齿结构，可以稳固的实现单端夹持，即只需通过单个夹料装置夹持物料的其一端部即可稳固的夹持物料进行铲削加工，这样就可以夹持任意长度的物料进行铲削加工，而无需进行两端夹持，夹持物料时更加方便，且适用性更加广泛。

4、本发明的夹料装置还设有复位弹簧，在转动凸轮后，复位弹簧可推动第一调节端和第二调节端，使两者相互靠近，进而使第一夹持端和第二夹持端相互远离，使夹口张开。复位弹簧可实现夹口自动张开，方便操作。

5、本发明的刀具座呈多棱柱形，在刀具座的至少两个侧面设有第一安装孔。上述结构的刀具座，可同时安装多组刀具，在刀具磨损需要更换时，只需转动刀具座即可完成换刀，换刀方便快速且无需重新对刀，可进一步提高生产效率。

6、刀具座的底部设有若干个环绕刀具座中心等间隔布置的第二安装孔。第二安装孔的布置方式可以方便刀具座在旋转换刀后与第二滑动座连接固定，也能方便转动换刀过程的操作。

7、本发明的刀具座设有注水口和出水口。注水口和出水口的结构可有效对刀具进行水冷降温。

8、本发明的导向机构包括成对设置的导向轮。导向机构可以稳定的引导物料沿其长度方向输送，使铲削加工过程更加平稳。

9、本发明还设有控制柜、控制器和控制按钮，送料电机、送刀电机和控制按钮均与控制器电连接。可通过控制按钮来控制送料电机和送刀电机的启停、正反转和转速等参数，进而控制物料的送料速度和刀具的进刀间隔、进刀深度等，使得整个铲削加工过程精确可控，产品的精度也更高。

本发明所述的一种换热管翅片的铲削方法，其优点在于，可同时铲削物料的多个侧面，且可在物料的任一位置开始铲削，加工更加灵活、适用性更好，产生的料头长度短，可节约材料成本，减少废料。铲削加工的产品精度高、一致性和均匀性好，具有良好的传热效率。

附图说明

图1是本发明所述铲削设备的结构示意图之一；

图2是本发明所述铲削设备的结构示意图之二；

图3是本发明所述铲削设备的俯视图(隐藏控制柜)；

图4是本发明所述铲削设备送料机构位置的结构示意图；

图5是本发明所述铲削设备夹料装置的俯视图；

图6是本发明所述铲削设备第一夹臂和第二夹臂配合关系的示意图；

图7是本发明所述铲削设备铲削机构位置的结构示意图；

图8是本发明所述铲削设备刀具座位置的结构示意图；

图9是本发明所述铲削设备刀具座的结构示意图。

附图标记说明：1-机架，2-送料机构，21-送料导轨，22-第一滑动座，23-送料电机，24-夹料装置，241-固定架，242-第一夹臂，243-第二夹臂，244-凸轮，245-第一复位弹簧，246-第二复位弹簧，247-倒齿，3-铲削机构，31-送刀导轨，32-第二滑动座，33-送刀电机，34-刀具座，341-第一安装孔，342-注水口，343-出水口，4-导向机构，5-刀具，6-控制柜，7-物料。

具体实施方式

如图1-图9所示，本发明所述的一种换热管翅片的铲削设备，包括机架1以及设置在机架1上的送料机构2和铲削机构3。机架1为铝型材搭建而成的类长方体架。请参阅图4，送料机构2包括送料导轨21、第一滑动座22、送料电机23和夹料装置24。送料导轨21设置在机架1的中部，与机架1同向延伸，送料导轨21的数量为两条，相对平行布置。第一滑动座22为方形座，其底部的左右两侧分别设有与送料导轨21相适配的滑槽，且两滑槽之间的距离与两条送料导轨21之间的距离相等。两滑槽分别滑动套设在两条送料导轨21上，使得第一滑动座22可以沿着送料导轨21的延伸方向在送料导轨21上滑动。送料电机23设置在机架1的始端，且设置在两条送料导轨21之间，送料电机23通过滚珠丝杆与第一滑动座22联动，具体的，丝杆设置在两条送料导轨21之间，且与送料导轨21同向延伸，丝杆与送料电机23的输出轴同轴连接。丝杆螺母与丝杆相配合，且丝杆螺母与第一滑动座22相连接。送料电机23的输出轴转动带动丝杆转动，在送料导轨21的导向作用下，丝杆螺母带动第一滑动座22做沿送料导轨21延伸方向的直线运动，并可通过控制送料电机23的正反转来控制第一滑动座22的移动方向。在第一滑动座22的上表面设有夹料装置24，夹料装置24用于夹持物料7的端部，使物料7的大部处于悬空状态以方便进行铲削加工。夹料装置24夹持物料7后，在送料电机23的驱动作用下，跟随第一滑动座22沿送料导轨21的延伸方向运动，进而实现物料7的输送。

请参阅图7，铲削机构3包括至少两组用于同时铲削物料7不同侧面的铲削模块，本实施例中，铲削模块的数量为两组。铲削模块包括送刀导轨31、第二滑动座32、刀具座34和送刀电机33。送刀导轨31位于物料输送路径的旁侧，且送刀导轨31倾斜于物料输送路径，并沿物料输送方向向物料输送路径逐渐靠拢。本实施例中，两组铲削模块的两条送刀导轨31分别位于送料导轨21水平面的左右两侧，左侧的送刀导轨31倾斜于送料导轨21并逐渐向右延伸，右侧的送刀导轨31则倾斜于送料导轨21并逐渐向左延伸，两条送刀导轨31的末端均向送料导轨21的位置靠拢。第二滑动座32的底部滑动设置在送刀导轨31上，使得第二滑动座32可以沿着送刀导轨31的延伸方向在送刀导轨31上往复运动。送刀电机33通过滚珠丝杆与第二滑动座32联动，通过送刀电机33带动第二滑动座32在送刀导轨31上做往复运动，其具体传动方式与第一滑动座22相同，在此不再赘述。第二滑动座32的内侧面设有安装架，刀具座34安装在安装架上，刀具座34上安装有用于铲削物料7的刀具5。刀具5的行程应根据所加工物料7的宽度进行设计，具体的，两组铲削模块的刀具5的最小间距应小于物料7的宽度，而最大间距应大于物料7的宽度，以使刀具5能够通过进刀或退刀动作来铲削物料7的侧面或是从物料7的侧面退出。

本实施例中，在送料导轨21的左右两侧分别设置两组铲削模块，在送刀电机33的驱动作用下，使第二滑动座32沿着送刀导轨31往复运动，进而使刀具座34靠近或远离送料导轨21，以实现铲削加工时刀具5的进刀或退刀动作。铲削模块的数量可根据所需加工换热管带有翅片的面数进行设计，如当所需加工换热管带有翅片的面数为三面时，则可以设置三组铲削模块，可将三组铲削模块分别设置在送料导轨21的上侧、左侧和右侧，在设置时进行合理避位以避免干涉即可。

以铲削加工双面带翅片的换热管为例，本实施例所述的铲削设备的工作过程具体如下所述，使第一滑动座22移动至起始位置，松开夹料装置24，将物料7(未加工翅片的换热管)的端部夹持在夹料装置24处。根据所加工翅片的参数选择合适的刀具5，将刀具5安装在两组铲削模块的刀具座34上，使刀具5分别位于物料7的左右两侧。开启送料电机23和两组铲削模块中的送刀电机33，送料电机23持续正转，使第一滑动座22在送料导轨21上向送料导轨21的末端持续运动。送刀电机33周期性的重复正反转动作，使得第二滑动座32在送刀导轨31上周期性的往复运动，使刀具座34重复靠近-远离物料7的动作，使得刀具座34上的刀具5重复进刀和退刀动作，以周期性的对物料7进行铲削。而随着物料7的持续运动，刀具5会持续的对物料7的各个位置进行铲削。待物料7的端部运动至靠近刀具5位置，即夹料装置24靠近刀具5时，使送料电机23和送刀电机33均停止，取下物料7，换热管的双面铲削翅片加工完成。

本发明的铲削设备通过设置多组铲削模块，可同时对换热管的多个侧面进行铲削加工，可大幅提高翅片铲削加工的效率，且无需多次装夹换热管，可减少装夹误差，使产品的一致性和均匀性良好，从而具有良好的传热效率。本发明的送料和刀具5进给采用电机配合滚珠丝杆传动的方式，这种传动方式传动稳定、结构简单，且电机的运行可精确控制，进而使得送料和刀具5进给的参数精确可控，有利于提高产品的精度。多个铲削模块分别由独立的电机驱动，并由独立的传动机构传动，可对各个铲削模块进行单独控制，加工时更加灵活，且能有效避免各个铲削模块之间的运动干涉，使得传动更加稳定，故障率低且方便维修更换。

请参阅图5、图6，本实施例中，夹料装置24包括固定架241、第一夹臂242、第二夹臂243和凸轮244，第一夹臂242和第二夹臂243并列设置在固定架241上，且第一夹臂242和第二夹臂243互为对称结构；第一夹臂242和第二夹臂243的中部均与固定架241转动连接；第一夹臂242靠近铲削机构3的一端为第一夹持端，另一端为第一调节端；第二夹臂243靠近铲削机构3的一端为第二夹持端，另一端为第二调节端，第一夹持端和第二夹持端分别相对设置有第一夹口和第二夹口，第一夹口和第二夹口配合以共同夹持物料7的端部；凸轮244设置在第一调节端和第二调节端之间，且凸轮244的中部通过螺栓与固定架241转动连接。具体的，固定架241为一长方形钢架，中部中空，前端面设有用于安装夹臂的插口，插口的高度优选是4-5个夹臂的厚度，以便能够同时安装多层夹臂，以同时夹持多根物料7进行铲削加工。第一夹臂242和第二夹臂243互为对称结构，相对布置在固定架241中轴线的左右两侧。第一夹臂242和第二夹臂243的中部均设有连接孔，固定架241的上表面在与连接孔相对应的位置设有与连接孔相适配的螺纹孔，另配有相适配的螺栓，穿设于通孔与连接孔内，以实现第一夹臂242、第二夹臂243与固定架241的转动连接，并可通过螺栓的松开或拧合来调整第一夹臂242、第二夹臂243与固定架241之间相对活动或是相对固定。第一夹持端和第二夹持端分别设有相对的第一夹口和第二夹口，具体的，第一夹臂242和第二夹臂243相对面的末端向内凹陷，使得第一夹臂242和第二夹臂243末端的宽度较小，这样在第一夹臂242和第二夹臂243在并拢之后，如图5所示，就会在末端形成一个类似于“凹”字形的夹口，该夹口即用于夹持物料7的端部。凸轮244设置在第一调节端和第二调节端之间，具体的，凸轮244的最大长度等于第一夹臂242和第二夹臂243的平行间距。这样当凸轮244转动至长轴方向垂直于第一夹臂242时，凸轮244的两端就会抵住第一夹臂242和第二夹臂243，使第一夹臂242和第二夹臂243平行并拢，此时第一夹口和第二夹口相互贴近，第一夹口和第二夹口配合共同夹持物料7的端部，在第一夹口和第二夹口夹紧物料7后，分别锁紧连接孔位置的螺栓和凸轮244中部的螺栓，使第一夹臂242、第二夹臂243和凸轮244三者之间保持相对固定，这样就可以通过夹料装置24稳固的夹持物料7了。当需要张开第一夹臂242和第二夹臂243装夹物料7时，则是将凸轮244中部的螺栓和连接孔位置的螺栓依次拧开，转动凸轮244，使凸轮244的短轴方向垂直于第一夹臂242，此时第一调节端和第二调节端均可向凸轮244的方向转动，当第一调节端和第二调节端向凸轮244的方向转动相互靠近时，另一端的第一夹持端和第二夹持端则会相互远离，进而使夹料装置24张开，此时可将物料7的端部放入夹口内进行物料7的装夹。本发明的夹料装置24采用凸轮244、第一夹臂242和第二夹臂243配合的方式，这种夹料装置24对物料7的夹持稳固，且夹臂的张开和夹紧调节方便。

第一夹口和第二夹口的相对面上均设有倒齿247，倒齿247倾斜于相对面并向第一调节端和第二调节端的方向延伸。具体的，倒齿247的延伸方向垂直于铲削时同侧刀具5的进刀方向，且倒齿247的末端锋利。当第一夹口和第二夹口夹持物料7进行铲削时，刀具5沿进刀方向铲削物料7，会向物料7施加沿进刀方向的铲削力，铲削力倾斜于物料7的长度方向向外，将铲削力进行分解，得到沿物料7长度方向向外的竖直分力a和垂直于物料7长度方向的水平分力b，多个铲削力的水平分力b相互抵消或由夹口的侧壁承受，多个铲削力的竖直分力a叠加为推动物料7向远离夹料装置24方向运动的推力，上述推力需要由夹料装置24的夹持力来抵消，以防止物料7脱离夹料装置24。本发明的倒齿247结构，由于倒齿247的延伸方向且其较为锋利，在刀具5铲削物料7时，倒齿247会切削进入物料7的侧壁内，并向物料7施加倾斜于物料7长度方向向内的切削力，将该切削力进行分解，可得到沿物料7长度方向向内的竖直分力c和垂直于物料7长度方向的水平分力d。相对两侧倒齿247所施加的水平分力d大小相等方向相反相互抵消。两侧倒齿247所施加的竖直分力c叠加为拉动物料7向靠近夹料装置24方向运动的拉力，拉力的方向与铲削过程所产生的推力方向相反，可减小甚至抵消铲削过程中刀具5向物料7施加的向外的推力，进而减小甚至消除物料7因刀具5铲削力所产生的运动趋势，使得物料7的夹持更加稳固，经过实际验证，通过本发明的倒齿247结构，可以稳固的实现单端夹持，即只需通过单个夹料装置24夹持物料7的其一端部即可稳固的夹持物料7进行铲削加工，这样就可以夹持任意长度的物料7进行铲削加工，而无需进行两端夹持，夹持物料7时更加方便，且适用性更加广泛。

本实施例中，夹料装置24还包括第一复位弹簧245和第二复位弹簧246，第一复位弹簧245设置在第一调节端的外侧，第一复位弹簧245一端连接第一调节端，另一端连接固定架241；第二复位弹簧246设置在第二调节端的外侧，第二复位弹簧246一端连接第二调节端，另一端连接固定架241。在转动凸轮244后，复位弹簧可推动第一调节端和第二调节端，使两者相互靠近，进而使第一夹持端和第二夹持端相互远离，使夹口张开。复位弹簧可实现夹口自动张开，方便操作。

请参阅图8、图9，本实施例中，刀具座34呈多棱柱形，在刀具座34的至少两个侧面设有用于安装刀具5的第一安装孔341。具体的，刀具座34为正六棱柱形，在刀具座34的三个侧面上设有第一安装孔341，且设有第一安装孔341的侧面互不相邻。第一安装孔341为成排设置的螺纹孔，与刀具5上的安装孔相适配，通过螺栓穿过刀具5上的安装孔和第一安装孔341，将刀具5安装到刀具座34上。刀具5在安装到刀具座34上后，刀刃边沿露出在刀具座34的侧面之外，以进行物料7铲削。上述结构的刀具座34，可同时安装多组刀具5，在刀具5磨损需要更换时，只需转动刀具座34即可完成换刀，换刀方便快速且无需重新对刀，可进一步提高生产效率。

刀具座34的底部设有用于与第二滑动座32连接的第二安装孔，第二安装孔的数量为若干个，环绕刀具座34的中心等间隔布置。第二安装孔通过螺栓连接的方式与第二滑动座32之间可拆卸连接。第二安装孔的数量可以是三个，环绕刀具座34的中心以120°的间隔均匀分布，也可以是四个，环绕刀具座34的中心以90°的间隔均匀分布，可根据实际需求进行选择。第二安装孔的布置方式可以方便刀具座34在旋转换刀时快速对齐，进而方便与第二滑动座32连接固定，也能方便转动换刀过程的操作。

刀具座34的上表面设有用于与注水管连通的注水口342，刀具座34侧面的边沿处设有与注水口342相通的出水口343。具体的，注水口342上设有一水管插头，使用时将注水管直接插入水管插头内即可向刀具座34内注入冷却水。出水口343为多个沿着刀具座34高度方向排列设置的细孔，冷却水在注入注水口342后从出水口343处流出，并流出到刀具5上对刀具5进行水冷降温。注水口342和出水口343的结构可有效对刀具5进行水冷降温。

本实施例还设有导向机构4，导向机构4具体为成对设置的导向轮，同对的两导向轮分别设置在物料输送路径的左右两侧，两导向轮之间形成可供物料7穿过的缝隙，且物料7在穿过缝隙后，导向轮的外周面与物料7相接触。具体的，机架1在物料输送路径的左右两侧分别设有相对的安装柱，导向轮的中部设有与安装柱相适配的插孔，导向轮通过插孔插设在安装柱上，且插孔与安装柱之间间隙配合，使得导向轮可相对于安装柱转动。同对的两导向轮之间的间距大致等于物料7的宽度，使得物料7在穿过两导向轮之间的缝隙后，会与导向轮的外周面相接触。当物料7沿其长度方向开始输送时，导向轮可随着物料7的输送而转动。上述的导向机构4可以稳定的引导和扶持物料7沿其长度方向输送，使铲削加工过程更加平稳。

本实施例中还设有控制柜6，在控制柜6内设有控制器，控制器可选用单片机或PLC等工业常用控制元件。送料电机23和送刀电机33均为精度高、控制性能好的伺服电机。在控制柜6上设有若干控制按钮，如根据功能可标记为送料电机启动、停止、正转、反转，送刀电机启动、停止、正转、反转等。控制按钮与控制器的输入端电连接，控制器的输出端分别与送料电机23和送刀电机33的控制端电连接。这样就可以通过控制按钮来控制送料电机23和送刀电机33的启停、正反转和转速等参数，进而控制物料7的送料速度和刀具5的进刀间隔、进刀深度等，使得整个铲削加工过程精确可控，产品的精度也更高。

本实施例还提供了一种换热管翅片的铲削方法，具体为，根据所需加工翅片的倾斜角度、间距和高度分别计算刀具5的指定进刀方向a、指定进刀间隔b和指定进刀深度c；使物料7沿其长度方向输送，在物料7的至少两个侧面同时进行铲削加工，所述铲削加工包括渐进进刀过程和固定进刀过程。

渐进进刀过程为使刀具5进行若干次进刀和退刀操作以铲削物料7侧面。其中，若干次进刀的方向均沿着指定进刀方向a。将第一次进刀的深度设为h1，第二次进刀的深度设为h2，第一次进刀和第二次进刀之间的间隔设为t1，则使h1＜c，h1＜h2＜c，t1＜b。在渐进进刀进程的若干次进刀动作中，进刀深度逐次增大，且相邻两次进刀之间的间隔逐渐增大，直至相邻两次进刀之间的间隔等于指定进刀间隔b且进刀深度等于指定进刀深度c，则上述渐进进刀过程结束，并进入固定进刀过程。

当相邻两次进刀之间的间隔等于指定进刀间隔b且进刀深度等于指定进刀深度c后，保持该进刀间隔和进刀深度不变，即以指定进刀方向a、指定进刀间隔b和指定进刀深度c重复若干次进刀和退刀操作，在物料7的侧面铲削出成排的间隔相等、高度和倾斜角度相同的翅片，待刀具5铲削至物料7的端部位置，则物料7的铲削加工完成。

本发明的铲削方法，通过设置渐进进刀过程，解决了直接铲削时反作用力较大导致无法形成翅片的问题，使得本发明的铲削方法可在物料7的任一位置开始铲削，加工更加灵活、适用性更好，且产生的料头长度短，可节约材料成本，减少废料。铲削加工的产品精度高、一致性和均匀性好，具有良好的传热效率。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括在“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90°或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热管翅片的铲削设备，其特征在于，包括机架以及设置在所述机架上的送料机构和铲削机构；

所述送料机构包括送料导轨、第一滑动座、送料电机和夹料装置；所述送料导轨沿物料输送方向延伸；所述第一滑动座滑动设置在所述送料导轨上，并可在所述送料导轨上往复运动；所述送料电机与所述第一滑动座联动，用于带动所述第一滑动座沿所述送料导轨运动；所述夹料装置设置在所述第一滑动座上，用于夹持物料的端部；

所述铲削机构包括至少两组用于同时铲削物料不同侧面的铲削模块；所述铲削模块包括送刀导轨、第二滑动座、刀具座和送刀电机；所述送刀导轨设置在物料输送路径的旁侧，所述送刀导轨倾斜于物料输送路径延伸，并沿物料输送方向向物料输送路径逐渐靠拢；所述第二滑动座滑动设置在所述送刀导轨上，并可在所述送刀导轨上往复运动；所述送刀电机与所述第二滑动座联动，用于带动所述第二滑动座沿所述送刀导轨运动；所述刀具座设置在所述第二滑动座上，所述刀具座上安装有用于铲削物料的刀具。

2.根据权利要求1所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述夹料装置包括固定架、第一夹臂、第二夹臂和凸轮，所述第一夹臂和所述第二夹臂并列设置在所述固定架上，且所述第一夹臂和所述第二夹臂互为对称结构；所述第一夹臂和所述第二夹臂的中部均与所述固定架转动连接；所述第一夹臂靠近所述铲削机构的一端为第一夹持端，另一端为第一调节端；所述第二夹臂靠近所述铲削机构的一端为第二夹持端，另一端为第二调节端，所述第一夹持端和所述第二夹持端分别相对设置有第一夹口和第二夹口，所述第一夹口和所述第二夹口配合以共同夹持物料的端部；所述凸轮设置在所述第一调节端和所述第二调节端之间，且所述凸轮的中部与所述固定架转动连接，所述凸轮的最大长度等于所述第一夹臂和所述第二夹臂的平行间距。

3.根据权利要求2所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述第一夹口和所述第二夹口的相对面上均设有倒齿，所述倒齿倾斜于相对面并向所述第一调节端和所述第二调节端的方向延伸。

4.根据权利要求2或3所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述夹料装置还包括第一复位弹簧和第二复位弹簧，所述第一复位弹簧设置在所述第一调节端的外侧，所述第一复位弹簧一端连接所述第一调节端，另一端连接所述固定架；所述第二复位弹簧设置在所述第二调节端的外侧，所述第二复位弹簧一端连接所述第二调节端，另一端连接所述固定架。

5.根据权利要求1所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述刀具座呈多棱柱形，所述刀具座的至少两个侧面上设有用于安装所述刀具的第一安装孔。

6.根据权利要求5所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述刀具座的底部设有用于与所述第二滑动座连接的第二安装孔，所述第二安装孔的数量为若干个，环绕所述刀具座的中心等间隔布置。

7.根据权利要求5或6所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，所述刀具座的上表面设有用于与注水管连通的注水口，所述刀具座侧面的边沿处设有与所述注水口相通的出水口。

8.根据权利要求1所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构包括成对设置的导向轮，同对的两所述导向轮分别设置在物料输送路径的左右两侧，两所述导向轮之间形成可供物料穿过的缝隙，且所述导向轮的外周面与物料相接触。

9.根据权利要求1所述换热管翅片的铲削设备，其特征在于，还包括控制柜以及设置在所述控制柜内的控制器，所述送料电机和所述送刀电机均为伺服电机；所述控制柜上设有若干控制按钮，所述控制按钮与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述送料电机和所述送刀电机的控制端电连接。

10.一种换热管翅片的铲削方法，其特征在于，根据所需加工翅片的倾斜角度、间距和高度分别计算刀具的指定进刀方向a、指定进刀间隔b和指定进刀深度c；使物料沿其长度方向输送，在所述物料的至少两个侧面同时进行铲削加工，所述铲削加工包括渐进进刀过程和固定进刀过程；

所述渐进进刀过程为使刀具进行若干次进刀和退刀动作以铲削物料侧面；其中，若干次进刀的方向均沿着所述指定进刀方向a；第一次进刀的深度小于所述指定进刀深度c，且第一次进刀和第二次进刀之间的间隔小于所述指定进刀间隔b；在若干次进刀动作中，进刀深度逐次增大，且相邻两次进刀之间的间隔逐渐增大，直至相邻两次进刀之间的间隔等于所述指定进刀间隔b且进刀深度等于所述指定进刀深度c，结束所述渐进进刀过程并进入所述固定进刀过程；

所述固定进刀过程为使刀具重复若干次进刀和退刀动作以铲削物料侧面，直至物料铲削完成；其中，若干次进刀的方向均沿着所述指定进刀方向a，相邻两次进刀之间的间隔均等于指定进刀间隔b，进刀深度均等于指定进刀深度c。

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