CN113798363A - 一种自动盘管的装置及其使用方法 - Google Patents

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汪宁波
杨敬睿
贾长来
张强
王刚
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Abstract

本发明公开了一种自动盘管的装置及其使用方法，将芯轴的小直径段端面固定在车床的三爪卡盘上，将芯轴的大直径段端面固定车床的尾架上，通过尾架上的顶尖固定芯轴的大直径段端面，使芯轴固定在三爪卡盘和尾架之间，使芯轴绕其中心轴发生转动；将铜管的一端固定在夹紧块的半圆槽中；将铜管的另一端放置在导块中的导向槽内；导块固定在车床的刀架上面，刀架的位置低于芯轴的位置；转动芯轴，通过芯轴和导块的共同挤压，抵消掉产生的应力，使铜管缠绕在芯轴表面形成螺旋状；通过沿芯轴的轴向移动导块，调节螺旋状盘管的螺旋间距。使用机器进行自动缠绕，解决因为人工缠绕，而出现的产品形状不一致问题，提高加工效率。同时在机器加工过程中，要求可以调节螺距，解决螺距问题。

Description

一种自动盘管的装置及其使用方法
技术领域
本发明属于机械领域，涉及一种管道的机械加工装置及方法，尤其是一种自动盘管的装置及其用于盘管的方法，特别涉及一种换热器所用铜管的加工方法。
背景技术
换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，本项发明自动盘管的装置，可以对换热器核心零件进行螺旋加工。换热器的核心部件螺旋铜管，现有的加工技术，采用的是加热法缠绕，通过喷枪加热铜管，使之高温软化。首先将一端先固定在芯轴上面，然后使用喷枪，边加热边缠绕，利用铜管受到高温，会发生软化的原理，人工在芯轴上面进行缠绕，但是由于人工进行高温加热，使得加热的时间，长短不一样，各个部位的受热不同，导致产生了不同的应力集中，所以会发生在缠绕过程中，铜管表面有时会出现裂痕，肉眼可见的裂痕，会进行补焊处理，而细微的裂痕，只能在后续静压实验中发现，然后进行报废处理。并且缠绕完毕的铜管，每个产品的形状不一致，螺距不可控制，外观颜色也发生了变化，影响了产品的一致性和成活率，因此不能大规模批量化生产。
使用加热法加工螺旋铜管时，因为对铜管进行了高温软化处理，就相当于对铜管进行了高温淬火，因此也产生了大量的应力集中，也让铜管外观颜色发生了变化。人工使用喷枪加热时，各个部位加热的时间长短不一样，导致各个部位受热不同，产生了不同的应力集中，使得在缠绕过程中，铜管表面会出现裂痕，影响了产品的成活率和稳定性。加上人工缠绕铜管时，用力不均匀，会出现一圈大一圈小的现象，同时螺距问题也不能得到解决，而缠绕完成的产品，每个产品的形状不一致，影响了产品的一致性，加工效率也不能提高，不能大规模批量化生产。
发明内容
本发明公开了一种自动盘管的装置及其用于盘管的方法，使用机器进行自动缠绕，解决因为人工缠绕，而出现的产品形状不一致问题，提高加工效率。同时在机器加工过程中，要求可以调节螺距，解决螺距问题。
一种自动盘管的装置：
具有一根芯轴，该芯轴由小直径段和大直径段组成；
具有一个夹紧块，夹紧块固定在芯轴的大直径段上表面；
具有一个导块，该导块设置在芯轴侧下方，并且该导块沿芯轴的轴向移动，用于调整铜管的螺距；
所述导块内设置有导向槽；
所述夹紧块底部设置有半圆槽，用于固定铜管；
所述夹紧块上设置有内六角圆柱头螺钉，内六角圆柱头螺钉用于将夹紧块固定在芯轴的大直径段上表面；
所述夹紧块底部设置的半圆槽，该半圆槽的半径小于铜管半径；
所述导块的硬度低于盘管的硬度，用于保护盘管；
所述盘管的管料材质为铜管、钢管、铝管、钛管。
一种自动盘管的装置加工盘管的方法：
将芯轴的小直径段端面固定在车床的三爪卡盘上，将芯轴的大直径段端面固定车床的尾架上，通过尾架上的顶尖固定芯轴的大直径段端面，使芯轴固定在三爪卡盘和尾架之间，使芯轴绕其中心轴发生转动；将铜管的一端固定在夹紧块的半圆槽中；将铜管的另一端放置在导块中的导向槽内；导块固定在车床的刀架上面，刀架的位置低于芯轴的位置；转动芯轴，通过芯轴和导块的共同挤压，抵消掉产生的应力，使铜管缠绕在芯轴表面形成螺旋状；通过沿芯轴的轴向移动导块，调节螺旋状铜管的螺旋间距。
所述自动盘管的装置工作原理如下：利用车床的三爪和顶尖，一夹一顶，固定住芯轴，在使用夹紧块，把铜管一端固定在芯轴上面，另一端穿过刀架上固定的导块，利用车床带动芯轴转动，实现铜管自动螺旋缠绕，同时利用刀架上的导块，进行螺距调节。
使用加热法加工时，对铜管进行了高温软化处理，就相当于对铜管进行了高温淬火，让铜管外观颜色发生了变化。人工使用喷枪加热时，各个部位加热的时间长短不一样，产生了不同的应力集中，使得在缠绕过程中，铜管表面会出现裂痕，影响了产品的成活率和稳定性。加上人工缠绕铜管时，用力不均匀，会出现一圈大一圈小的现象，同时螺距问题也不能得到解决，而缠绕完成的产品，每个产品的形状不一致，影响了产品的一致性，加工效率也不能提高。因此新装置首先对铜管，要求可以进行冷加工，要避免高温加热，不能产生应力集中，使得铜管不会产生裂痕问题，外观颜色不会发生变化，提高产品的成活率和稳定性。
自动盘管的装置技术方案如下：根据图纸的零件尺寸要求，确定芯轴的直径，不同的规格，应使用不同的芯轴，由于加工完毕之后，螺旋铜管会有一定的回弹空间，所以芯轴的直径，要留有一定的余量，加工完成的铜管，才能确保符合图纸的要求。根据图纸上面，螺旋铜管的总圈数和总长，计算出需要的铜管原材料长度。而螺旋铜管的螺距，由图纸要求确定，并在车床上面调节。夹紧块上面的半圆槽，应小于铜管半径，方便卡紧铜管，不让铜管发生打滑现象，影响后续的零件加工。为了避免铜管的回弹过大，应使用车床的最小速度加工。车床刀架上的导块，材质应该选择软材质，避免拉伤铜管避免。如果加工其他种类材质的螺旋管时，导块材质可以选择不锈钢等。
根据车床加工产品的特点，在对原材料不进行高温软化处理的情况下，可以实现材料的冷加工，同时可以自动加工，也可以调节螺旋类产品的螺距。首先利用车床上的三爪卡盘，将芯轴的小端，夹紧固定住，另一端使用尾架上的顶尖固定。在车床上面，一夹一顶，固定住芯轴。再使用夹紧块，通过内六角圆柱头螺钉，把铜管一端固定在芯轴上面，铜管要穿过夹紧块上的半圆槽，这样可以使铜管和夹紧块贴合牢固。用螺钉固定时，注意力度要适中，避免夹伤铜管，使其产生变形。夹紧块一端伸出的铜管，不能露出太长，避免铜管在回转过程中，碰到车床上的溜板箱，发生变形断裂。铜管的另一端穿过导块，由于夹紧块那端的铜管，高于车床刀架，所以需要将导块附近的铜管，进行一点点弯曲，使其略向下倾斜，然后将导块固定在车床刀架上。根据图纸上的加工要求，在车床上面，设置好加工时主轴的转向和转速，调节好螺距。开启车床加工，利用车床主轴带动芯轴转动，从而实现铜管在芯轴上面自动进行螺旋缠绕，车床刀架上的导块起导向和调节螺距作用。
有益效果
该自动盘管的装置有如下优势：
a.提高加工效率，由原来的1件/20min，变为1件/5min，效率提升300％。
b.增加产品成活率，由原来的80％，变为98％，成活率提升18％。
c.自动调节螺距。
d.提高产品的一致性和稳定性。
e.使用此自动盘管的装置加工螺旋类铜管，也可以加工其他类材质，可以大规模批量化生产，提高加工产品的效率，节约了大量的人力物力。
附图说明
图1为本发明自动盘管的装置工作原理图；1-三爪卡盘、2-内六角圆柱头螺钉、3-夹紧块、4-铜管、5-芯轴、6-顶尖、7-尾架、8-刀架、9-导块。
具体实施例
自动盘管的装置前期技术方案如下：根据图纸的零件尺寸要求，确定芯轴的直径，不同的规格，应使用不同的芯轴，由于加工完毕之后，螺旋铜管会有一定的回弹空间，所以芯轴的直径，要留有一定的余量，加工完成的铜管，才能确保符合图纸的要求。根据图纸上面，螺旋铜管的总圈数和总长，计算出需要的铜管原材料长度。而螺旋铜管的螺距，由图纸要求确定，并在车床上面调节。夹紧块上面的半圆槽，应小于铜管半径，方便卡紧铜管，不让铜管发生打滑现象，影响后续的零件加工。为了避免铜管的回弹过大，应使用车床的最小速度加工。车床刀架上的导块，材质应该选择软材质，避免拉伤铜管避免。如果加工其他种类材质的螺旋管时，导块材质可以选择不锈钢等。
根据车床加工产品的特点，在对原材料不进行高温软化处理的情况下，可以实现材料的冷加工，同时可以自动加工，也可以调节螺旋类产品的螺距。首先利用车床上的三爪卡盘，将芯轴的小端，夹紧固定住，另一端使用尾架上的顶尖固定。在车床上面，一夹一顶，固定住芯轴。再使用夹紧块，通过内六角圆柱头螺钉，把铜管一端固定在芯轴上面，铜管要穿过夹紧块上的半圆槽，这样可以使铜管和夹紧块贴合牢固。用螺钉固定时，注意力度要适中，避免夹伤铜管，使其产生变形。夹紧块一端伸出的铜管，不能露出太长，避免铜管在回转过程中，碰到车床上的溜板箱，发生变形断裂。铜管的另一端穿过导块，由于靠近夹紧块那端的铜管，高于车床刀架，所以需要将导块附近的铜管，进行一点点弯曲，使其略向下倾斜，然后将导块固定在车床刀架上。根据图纸上的加工要求，在车床上面，设置好加工时主轴的转向和转速，调节好螺距。开启车床加工，利用车床主轴带动芯轴转动，从而实现铜管在芯轴上面自动进行螺旋缠绕，车床刀架上的导块起导向和调节螺距作用。
使用自动盘管的装置，在车床上面进行冷加工缠绕，因为不会对铜管进行高温淬火处理，避免了产生应力集中，因此不会在产品表面产生裂痕，增加了产品的成活率和稳定性，产品的外观颜色也不会发生变化。在使用车床加工时，对铜管自动进行螺旋缠绕，提高了加工效率，不会出现一圈大一圈小的现象，保证了产品的一致性，同时利用刀架上的导块，可以调节产品的螺距，确保产品的螺距符合图纸要求。

Claims (9)

1.一种自动盘管的装置，其特征在于：
具有一根芯轴，该芯轴由小直径段和大直径段组成；
具有一个夹紧块，夹紧块固定在芯轴的大直径段上表面；
具有一个导块，该导块设置在芯轴侧下方，并且该导块沿芯轴的轴向移动，用于调整盘管的螺距。
2.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述导块内设置有导向槽。
3.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述导块的硬度低于盘管的硬度，用于保护盘管。
4.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述夹紧块底部设置有半圆槽，用于固定盘管。
5.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述夹紧块上设置有内六角圆柱头螺钉，内六角圆柱头螺钉用于将夹紧块固定在芯轴的大直径段上表面。
6.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述夹紧块底部设置的半圆槽，该半圆槽的半径小于铜管半径。
7.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：所述盘管的管料材质为铜管、钢管、铝管、钛管。
8.如权利要求1所述自动盘管的装置，其特征在于：一种自动盘管的装置加工盘管的方法。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8所述自动盘管的装置的使用方法，其特征在于：将芯轴的小直径段端面固定在车床的三爪卡盘上，将芯轴的大直径段端面固定车床的尾架上，通过尾架上的顶尖固定芯轴的大直径段端面，使芯轴固定在三爪卡盘和尾架之间，使芯轴绕其中心轴发生转动；将盘管的一端固定在夹紧块的半圆槽中；将盘管的另一端放置在导块中的导向槽内；导块固定在车床的刀架上面，刀架的位置低于芯轴的位置；转动芯轴，使盘管缠绕在芯轴表面形成螺旋状；通过沿芯轴的轴向移动导块，调节螺旋状盘管的螺旋间距。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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