CN114346019A - 一种螺旋盘管成型装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺旋盘管加工制造技术领域，公开一种螺旋盘管成型装置及其使用方法，包括弯管机、第一模具、第二模具、螺旋弯制组件和第三模具。弯管机用于弯制第一平面弯、第二平面弯和第三平面弯，第一模具用于弯制第一异形段，第二模具用于弯制第二异形段，螺旋弯制组件用于弯制螺旋段，第三模具用于弯制第三异形段。使用弯管机预先弯制出第一平面弯、第二平面弯和第三平面弯，能避免模具压合过程中待弯制管受力突变而损坏，为螺旋盘管的异形段弯制提供质量保证。通过该螺旋盘管成型装置可弯制出无缝连接的螺旋盘管，弯制工序简单，能够保证螺旋盘管的成型质量，同时解决小规格螺旋盘管加工难的问题，可实现螺旋盘管的快速成型和批量生产。

Description

一种螺旋盘管成型装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及螺旋盘管加工制造技术领域，尤其涉及一种螺旋盘管成型装置及其使用方法。

背景技术

螺旋盘管式换热器是近年来推出的一种新型高效节能的换热设备，在石油、化工、核电等领域，螺旋盘管通常用来进行热交换。螺旋盘管因其结构紧凑、换热效果好、以及能自行吸收设备振动或热胀冷缩等产生的轴向位移而得到广泛的应用。

传统的螺旋盘管弯制工作通常采用人工弯制或借助简易设备弯制，具体地，通过焊接方法在机器弯制好的螺旋管的两端出口处焊接弯管，以形成所需的螺旋盘管。这种制作方式在焊接处往往存在组织不连续的情况，螺旋盘管的成品质量无法保证，且焊接处容易出现裂纹、夹杂异物等焊接问题，焊缝冷却过程还会使螺旋盘管变形，影响产品质量。另外，对于小规格的螺旋盘管，受其尺寸限制，螺旋盘管上没有足够的空间进行焊接，小规格螺旋盘管的生产受限，无法实现批量生产。

因此，亟需一种螺旋盘管成型装置，以解决上述问题。

发明内容

基于以上问题，本发明的一个目的在于提供一种螺旋盘管成型装置，能够弯制出一体成型的螺旋盘管，且操作简单，能够保证螺旋盘管的成型质量；

本发明的另一个目的在于提供一种螺旋盘管成型装置的使用方法，能够实现螺旋盘管的快速成型，在保证螺旋盘管成型质量的同时能够实现批量生产。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种螺旋盘管成型装置，螺旋盘管包括第一直管段、第一异形段、第二异形段、螺旋段、第三异形段和第二直管段；

所述螺旋盘管成型装置包括：

弯管机，用于在待弯制管上弯制出第一平面弯、第二平面弯和第三平面弯；

第一模具，用于在所述第一平面弯处弯制出所述第一异形段；

第二模具，用于在所述第二平面弯处弯制出所述第二异形段以及所述第二异形段与所述螺旋段的过渡连接段；

螺旋弯制组件，用于弯制所述螺旋段以及所述螺旋段与所述第三异形段的过渡连接段；

第三模具，用于在所述第三平面弯处弯制出所述第三异形段。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述螺旋弯制组件包括芯轴、支架和安装组件，所述支架可移动地设置于车床上，所述芯轴的一端与车床主轴的输出端连接，另一端搭设于所述支架上并与所述支架转动配合，所述待弯制管通过所述安装组件安装于所述芯轴远离所述车床主轴的一端。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述芯轴的外周壁上环设有第一螺旋管槽，所述支架上转动设置有滚轮，所述滚轮上设置有第二螺旋管槽，所述待弯制管夹设于所述第一螺旋管槽和所述第二螺旋管槽之间，所述支架移动并通过所述滚轮与所述芯轴转动配合时，所述待弯制管绕设于所述芯轴上，以形成所述螺旋段。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述安装组件包括内卡板、外卡板、定位轴套和端盖，所述芯轴远离所述车床主轴的一端设置有安装腔，所述端盖能够将所述定位轴套限位于所述安装腔内，所述内卡板的一侧面贴合于所述定位轴套的外壁上，所述外卡板的一侧面贴合于所述内卡板背向所述定位轴套的一侧面，所述内卡板朝向所述外卡板的一侧设置有第一卡槽，所述外卡板朝向所述内卡板的一侧设置有第二卡槽，所述第二异形段卡设于所述第一卡槽和所述第二卡槽形成的卡腔中。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，还包括紧固件，所述紧固件依次贯穿所述外卡板、所述内卡板并与所述定位轴套连接。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述第一模具包括上模一和下模一，所述上模一上设置有第一异形槽一，所述下模一上设置有第一异形槽二，所述上模一与所述下模一压合后，所述第一异形槽一与所述第一异形槽二拼合形成与所述第一异形段形状相同的第一异形腔。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述上模一上设置有第一避让口，所述待弯制管经由所述第一避让口伸出所述第一异形腔。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述第二模具包括上模二和下模二，所述上模二上设置有第二异形槽一，所述下模二上设置有第二异形槽二，所述上模二与所述下模二压合后，所述第二异形槽一与所述第二异形槽二拼合形成与所述第二异形段形状相同的第二异形腔。

作为本发明的螺旋盘管成型装置的优选方案，所述第三模具包括上模三和下模三，所述上模三上设置有第三异形槽一，所述下模三上设置有第三异形槽二，所述上模三与所述下模三压合后，所述第三异形槽一与所述第三异形槽二拼合形成与所述第三异形段形状相同的第三异形腔。

另一方面，提供一种螺旋盘管成型装置的使用方法，应用于如上所述的螺旋盘管成型装置，包括以下步骤：

通过所述弯管机在所述待弯制管上弯制出所述第一平面弯和所述第二平面弯；

将所述待弯制管的第一平面弯处置于所述第一模具内，以弯制形成所述第一异形段；

将所述待弯制管的第二平面弯处置于所述第二模具内，以弯制形成所述第二异形段以及所述第二异形段与所述螺旋段的过渡连接段；

将弯制好所述第一异形段和所述第二异形段的待弯制管安装于所述螺旋弯制组件上，以弯制形成所述螺旋段；

将弯制好所述螺旋段的待弯制管从所述螺旋弯制组件上取下，通过所述弯管机在所述第二直管段与所述螺旋段之间弯制出所述第三平面弯；

将所述待弯制管的第三平面弯处置于所述第三模具内，以弯制形成所述第三异形段；

将弯制好所述第三异形段的待弯制管再次安装于所述螺旋弯制组件上，以弯制所述第三异形段与所述螺旋段的过渡连接段。

本发明的有益效果为：

本发明提供的螺旋盘管成型装置及其使用方法，在弯制螺旋盘管时，首先，利用弯管机在待弯制管上弯制出相连的第一平面弯和第二平面弯。其次，利用第一模具在待弯制管的第一平面弯处弯制形成第一异形段，利用第二模具在待弯制管的第二平面弯处弯制形成第二异形段以及第二异形段与螺旋段的过渡连接段。然后，将弯制好第一异形段和第二异形段的待弯制管安装于螺旋弯制组件上，以弯制形成螺旋段。随后，将弯制好螺旋段的待弯制管从螺旋弯制组件上取下，再次利用弯管机在第二直管段与螺旋段之间弯制出第三平面弯，并利用第三模具在待弯制管的第三平面弯处弯制形成第三异形段。最后，将弯制好第三异形段的待弯制管再次安装于螺旋弯制组件上，以弯制第三异形段与螺旋段的过渡连接段。在弯制第一异形段、第二异形段和第三异形段之前均预先使用弯管机弯制出相应的第一平面弯、第二平面弯和第三平面弯，能够避免模具压合过程中待弯制管因受力变化较大而损坏，为螺旋盘管的异形段弯制提供质量保证。通过本发明提供的螺旋盘管成型装置可弯制出一体成型且无缝连接的螺旋盘管，弯制工序简单，能够保证螺旋盘管的成型质量，同时解决小规格螺旋盘管加工难的问题，可实现螺旋盘管的快速成型和批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的螺旋盘管的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的螺旋盘管的第一成型过程示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的螺旋盘管的第二成型过程示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的螺旋盘管的第三成型过程示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的第一模具合模前的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的第一模具合模后的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的第二模具合模前的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的第二模具合模后的结构示意图；

图9是本发明具体实施方式提供的螺旋弯制组件的结构示意图；

图10是图9中A处的局部放大图；

图11是本发明具体实施方式提供的螺旋弯制组件的芯轴的结构示意图；

图12是本发明具体实施方式提供的安装组件安装于芯轴后的结构示意图；

图13是本发明具体实施方式提供的安装组件的安装过程示意图；

图14是本发明具体实施方式提供的安装组件的分解示意图；

图15是本发明具体实施方式提供的弯管机弯制第三平面弯的过程示意图；

图16是本发明具体实施方式提供的第三模具合模前的结构示意图。

图中：

10-第一直管段；20-第一异形段；30-第二异形段；40-螺旋段；50-第三异形段；60-第二直管段；70-第一平面弯；80-第二平面弯；90-第三平面弯；101-第一过渡段；102-第二过渡段；

1-弯管机；2-第一模具；3-第二模具；4-螺旋弯制组件；5-第三模具；21-上模一；22-下模一；211-第一异形槽一；212-第一避让口；31-上模二；32-下模二；311-第二避让口；321-第二异形槽二；322-导向槽二；

41-芯轴；411-第一螺旋管槽；412-安装腔；413-轴环；

42-支架；421-底板；422-第一耳板；423-第二耳板；

43-安装组件；431-内卡板；432-外卡板；433-定位轴套；434-端盖；4311-第一卡槽；4312-通孔；4321-第二卡槽；4331-螺纹孔；

44-滚轮；441-第二螺旋管槽；45-中拖板；

51-上模三；52-下模三；

511-第三异形槽一；512-第三避让口；521-第三异形槽二；522-第二直管槽二。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图16所示，本实施例提供一种螺旋盘管成型装置，可以用于弯制无缝螺旋盘管。该螺旋盘管成型装置包括弯管机1、第一模具2、第二模具3、螺旋弯制组件4和第三模具5。

参阅图1，本实施例的螺旋盘管包括第一直管段10、第一异形段20、第二异形段30、螺旋段40、第三异形段50和第二直管段60。

参阅图2至图4，采用本实施例的螺旋盘管成型装置弯制螺旋盘管时，首先，利用弯管机1在待弯制管上弯制出相连的第一平面弯70和第二平面弯80(弯管机1弯制第一平面弯70和第二平面弯80的过程图未示，在图15中给出了弯管机1的结构示意图)。其次，利用第一模具2在待弯制管的第一平面弯70处弯制形成第一异形段20，利用第二模具3在待弯制管的第二平面弯80处弯制形成第二异形段30以及第二异形段30与螺旋段40的过渡连接段(图3中的第一过渡段101)。然后，将弯制好第一异形段20和第二异形段30的待弯制管安装于螺旋弯制组件4上，以弯制形成螺旋段40。随后，将弯制好螺旋段40的待弯制管从螺旋弯制组件4上取下，再次利用弯管机1在第二直管段60与螺旋段40之间弯制出第三平面弯90(如图15所示)，并利用第三模具5在待弯制管的第三平面弯90处弯制形成第三异形段50。最后，将弯制好第三异形段50的待弯制管再次安装于螺旋弯制组件4上，以弯制第三异形段50与螺旋段40的过渡连接段(图4中的第二过渡段102)，至此即可形成无缝螺旋盘管。

在弯制第一异形段20、第二异形段30和第三异形段50之前均预先使用弯管机1弯制出相应的第一平面弯70、第二平面弯80和第三平面弯90，能够避免模具压合过程中待弯制管因受力变化较大而损坏，为螺旋盘管的异形段弯制提供质量保证。通过本实施例提供的螺旋盘管成型装置可弯制出一体成型且无缝连接的螺旋盘管，弯制工序简单，能够保证螺旋盘管的成型质量，同时解决小规格螺旋盘管加工难的问题，可实现螺旋盘管的快速成型和批量生产。

可选地，参阅图5和图6，第一模具2包括上模一21和下模一22，上模一21上设置有第一异形槽一211，下模一22上设置有第一异形槽二(图未示)，上模一21与下模一22压合后，第一异形槽一211与第一异形槽二拼合形成与第一异形段20形状相同的第一异形腔。因此，在弯制第一异形段20时，将待弯制管的第一平面弯70处置于第一模具2中，压合第一模具2后即可形成第一异形段20。采用第一模具2弯制第一异形段20，其操作要求低，且能够保证第一异形段20的成型质量。

进一步地，上模一21上还设置有与第一异形槽一211连通的第一直管槽一，下模一22上还设置有与第一异形槽二连通的第一直管槽二，当上模一21与下模一22合模后，第一直管段10位于第一直管槽一与第一直管槽二形成的第一直管腔内，且第一直管段10远离第一异形段20的一端伸出第一直管腔。第一直管槽一和第一直管槽二的存在，避免了弯制第一异形段20时，第一直管段10与第一模具2干涉。

可选地，参阅图5和图6，上模一21上设置有第一避让口212，当上模一21与下模一22合模后，第一直管段10从第一直管腔伸出，待弯制管从第一避让口212处伸出第一异形腔(第二平面弯80位于第一避让口212处)。第一避让口212的设置使得待弯制管弯制过程中不会与上模一21产生干涉，保证螺旋盘管的弯制工作顺利进行

可选地，参阅图7和图8，第二模具3包括上模二31和下模二32，上模二31上设置有第二异形槽一，下模二32上设置有第二异形槽二321，上模二31与下模二32压合后，第二异形槽一与第二异形槽二321拼合形成与第二异形段30形状相同的第二异形腔。因此，在弯制第二异形段30时，将待弯制管的第二平面弯80处置于第二模具3中，压合第二模具3后即可形成第二异形段30。采用第二模具3弯制第二异形段30，其操作要求低，且能够保证第二异形段30的成型质量。

进一步地，上模二31上还设置有与第二异形槽一连通的导向槽一，下模二32上还设置有与第二异形槽二321连通的导向槽二322，当上模二31与下模二32合模后，第一过渡段101位于导向槽一与导向槽二322形成的导向腔内。第一异形段20远离第二异形段30的一端从第二异形腔伸出，第一直管段10从上模二31的顶部悬伸出(参照图8中的方位)，待弯制管远离第二异形段30的一端从导向腔伸出。第一过渡段101的存在能够为后续待弯制管的安装起到导向定位作用。

可选地，参阅图7和图8，上模二31相对的两侧边均设置有第二避让口311，第一异形段20远离第二异形段30的一端从上模二31一侧的第二避让口311处伸出第二异形腔，待弯制管远离第二异形段30的一端从上模二31另一侧的第二避让口311处伸出导向腔。第二避让口311的设置能够避免待弯制管弯制过程中与上模二31产生干涉，保证弯制工作顺利进行。

本实施例中，在第一异形槽一211、第一异形槽二、第一直管槽一和第一直管槽二的出口处、以及在第二异形槽一、第二异形槽二321、导向槽一和导向槽二322的出口处均打磨出过渡段，以防止模具压合过程中挤压出台阶痕迹，保证成品质量。

进一步地，由于管在弯制过程中存在一定程度的弹性反弹，因此，在上模一21和下模一22的接触面、以及上模二31和下模二32的接触面处均进行了过度变形加工，以使管在弯制成型后有一定的“过度变形量”，当上模二31和下模二32分离后弯制成型的管能够在弹性作用下反弹至理想设计尺寸。

如图5和图7所示，上模一21和下模一22、以及上模二31和下模二32上均设置有定位孔，当上模一21与下模一22合模后、以及上模二31与下模二32合模后，在对应的定位孔内插入定位销，以保证上模一21与下模一22能够完全吻合，上模二31与下模二32合模能够完全吻合。

可选地，参阅图9，螺旋弯制组件4包括芯轴41、支架42和安装组件43，支架42可移动地设置于车床上，芯轴41的一端与车床主轴的输出端连接，另一端搭设于支架42上并与支架42转动配合，待弯制管通过安装组件43安装于芯轴41远离车床主轴的一端。具体地，芯轴41的一端设置有轴环413，轴环413在芯轴41上形成有轴肩，车床主轴上设置有卡盘。安装芯轴41时，卡盘夹紧轴环413并顶住轴肩，防止芯轴41沿轴向窜动，以实现芯轴41与车床主轴的连接。当待弯制管通过安装组件43安装于芯轴41上后，驱动支架42相对车床移动时，芯轴41能够相对车床和支架42转动，以使待弯制管绕设于芯轴41上，从而弯制出螺旋段40。

可选地，参阅图10，芯轴41的外周壁上环设有第一螺旋管槽411，第一螺旋管槽411沿芯轴41的长度方向螺旋绕设。支架42上转动设置有滚轮44，滚轮44上设置有第二螺旋管槽441，待弯制管夹设于第一螺旋管槽411和第二螺旋管槽441之间。当支架42相对车床移动时，滚轮44与芯轴41滚动配合，芯轴41转动从而使待弯制管绕设于芯轴41上，以形成螺旋段40。

本实施例中，支架42包括底板421以及间隔设置于底板421上的第一耳板422和第二耳板423，滚轮44的一端与第一耳板422转动连接，另一端与第二耳板423转动连接。车床上可移动地设置有中拖板45，底板421固定在中拖板45上，移动中拖板45时即可带动支架42相对车床移动。具体地，驱动中拖板45向车床主轴方向缓缓移动(参照图9中的方位，即向芯轴41的轴环413一端移动)，以使芯轴41与滚轮44滚动配合，同时缓缓转动芯轴41，直至待弯制管上的第一过渡段101落入滚轮44的第二螺旋管槽441内。此时继续转动芯轴41，同时保持中拖板45向车床主轴方向前进，以使待弯制管绕设于芯轴41上，形成螺旋段40。芯轴41的转动以及中拖板45的移动可以是电动驱动(如电机、气缸等)，也可以是手动驱动，根据实际的待弯制管类型选择驱动方式。

本实施例中，在芯轴41外表面上加工第一螺旋管槽411时，第一螺旋管槽411的螺旋直径一般取0.95倍的产品螺旋管螺旋直径，第一螺旋管槽411的深度一般取产品螺旋管截面半径的二分之一到三分之二。第一螺旋管槽411和第二螺旋管槽441的边缘均作打磨处理，保证其光滑性，防止挤伤待弯制管。

如图9所示，底板421上设置有第一条形孔，中拖板45上设置有第二条形孔，底板421通过螺栓或螺钉固定在中拖板45上，第一条形孔和第二条形孔的设置使得不同型号的支架42和中拖板45均可配合，通用性更强。

可选地，参阅图11至图14，安装组件43包括内卡板431、外卡板432、定位轴套433和端盖434，芯轴41远离车床主轴的一端设置有安装腔412，端盖434能够将定位轴套433限位于安装腔412内。如图11所示，芯轴41为中空管状结构，芯轴41远离车床主轴的一端设置有一段开口，开口角度约为135°，以形成安装腔412。如图12和图13所示，内卡板431的一侧面贴合于定位轴套433的外壁上，外卡板432的一侧面贴合于内卡板431背向定位轴套433的一侧面，内卡板431朝向外卡板432的一侧设置有第一卡槽4311，外卡板432朝向内卡板431的一侧设置有第二卡槽4321，第二异形段30卡设于第一卡槽4311和第二卡槽4321形成的卡腔中。本实施例中，内卡板431、外卡板432均为弧形结构，以适应螺旋盘管和定位轴套433的形状。

可选地，安装组件43还包括紧固件，紧固件依次贯穿外卡板432、内卡板431并与定位轴套433连接。本实施例中，参阅图13和图14，内卡板431和外卡板432上均设置有多个通孔4312，定位轴套433上设置有多个螺纹孔4331，多个通孔4312与多个螺纹孔4331一一对应。紧固件优选为螺钉，螺钉穿过内卡板431的通孔4312、外卡板432的通孔4312后旋入对应的螺纹孔4331内，以实现内卡板431、外卡板432与定位轴套433的固定连接，从而将待弯制管牢固固定于芯轴41上。示例性地，内卡板431上的通孔4312、外卡板432上的通孔4312以及螺纹孔4331均设置有四个，以保证三者之间的连接稳定性。进一步优选地，外卡板432上的通孔4312为锪孔(圆柱形沉头孔)，保证螺钉的头部不会凸出外卡板432的外表面。

具体安装待弯制管时，参阅图13和图14，先将弯制好第一异形段20、第二异形段30的待弯制管置于芯轴41上，使第一直管段10和第一异形段20伸入芯轴41的内腔中，第二异形段30置于内卡板431外表面(图14所示的E面)的第一卡槽4311内。然后，将内卡板431置于芯轴41的安装腔412开口处，使内卡板431的C面与芯轴41的B面贴合，并将定位轴套433从芯轴41的右端塞入，使内卡板431的D面与定位轴套433的O面贴合。此时再将外卡板432卡在内卡板431的外表面上(使F面与E面贴合)，第二异形段30位于第二卡槽4321与第一卡槽4311形成的卡腔中，同时第一过渡段101卡入芯轴41的第一螺旋管槽411内，为待弯制管的螺旋弯制起到导向定位作用。最后，通过螺钉将内卡板431、外卡板432与定位轴套433固定在一起。之后，利用端盖434封盖芯轴41的右端部，即可将定位轴套433限位于安装腔412内，完成待弯制管的固定。

端盖434与芯轴41之间可以是卡接，也可以是过盈配合。端盖434固定好后，利用车床尾部的顶针顶住端盖434并锁紧顶针，其中芯轴41可相对顶针转动。安装组件43能够对待弯制管的周向起到限位作用，防止在绕制螺旋段40的过程中，待弯制管相对芯轴41滑动。

可选地，参阅图15，利用弯管机1在弯制好螺旋段40的待弯制管上弯制出第三平面弯90(即在第二过渡段102处)，然后将待弯制管的第三平面弯90处置于第三模具5中。如图16所示，第三模具5包括上模三51和下模三52，上模三51上设置有第三异形槽一511，下模三52上设置有第三异形槽二521，上模三51与下模三52压合后，第三异形槽一511与第三异形槽二521拼合形成与第三异形段50形状相同的第三异形腔。因此，在弯制第三异形段50时，将待弯制管的第三平面弯90处置于第三模具5中，压合第三模具5后即可形成第三异形段50。采用第三模具5弯制第三异形段50，其操作要求低，且能够保证第三异形段50的成型质量。

进一步地，参阅图16，上模三51上还设置有与第三异形槽一511连通的第二直管槽一，下模三52上还设置有与第三异形槽二521连通的第二直管槽二522，当上模三51与下模三52合模后，第二直管段60位于第二直管槽一与第二直管槽二522形成的第二直管腔内。第二直管槽一和第二直管槽二521的存在，避免了弯制第三异形段50时，第二直管段60与第三模具5干涉。

可选地，参阅图16，上模三51上设置有第三避让口512，当上模三51与下模三52合模后，第二直管段60位于第一直管腔内，待弯制管从第三避让口512处伸出第三异形腔(第二过渡段102位于第三避让口512处)，第三避让口512的设置能够避免待弯制管弯制过程中与上模三51产生干涉。

本实施例中，在第三异形槽一511、第三异形槽二521、第二直管槽一和第二直管槽二522的出口处均打磨出过渡段，以防止模具压合过程中挤压出台阶痕迹，保证成品质量。进一步地，在上模三51和下模三52的接触面处均进行了过度变形加工，以使管在弯制成型后有一定的“过度变形量”，当上模三51和下模三52分离后弯制成型的管能够在弹性作用下反弹至理想设计尺寸。

如图16所示，上模三51和下模三52上也均设置有定位孔，当两者合模后，在对应的定位孔内插入定位销，两者能够完全吻合。

本实施例还提供一种螺旋盘管成型装置的使用方法，应用于如上所述的螺旋盘管成型装置，具体包括以下步骤：

(1)通过弯管机1在待弯制管上弯制出第一平面弯70和第二平面弯80；

(2)将待弯制管的第一平面弯70处置于第一模具2内，以弯制形成第一异形段20；

(3)将待弯制管的第二平面弯80处置于第二模具3内，以弯制形成第二异形段30以及第二异形段30与螺旋段40的过渡连接段；

(4)将弯制好第一异形段20和第二异形段30的待弯制管安装于螺旋弯制组件4上，以弯制形成螺旋段40；

(5)将弯制好螺旋段40的待弯制管从螺旋弯制组件4上取下，通过弯管机1在第二直管段60与螺旋段40之间弯制出第三平面弯90；

(6)将待弯制管的第三平面弯90处置于第三模具5内，以弯制形成第三异形段50；

(7)将弯制好第三异形段50的待弯制管再次安装于螺旋弯制组件4上，以弯制第三异形段50与螺旋段40的过渡连接段。

在步骤(1)中，第一平面弯70的弯曲半径及角度需根据产品的第一异形段20展开为平面状态时的尺寸而定，其展开尺寸可以通过三维软件(比如Creo)进行模拟展开。对于理论上无法展开的特殊第一异形段20，可采用逼近的方法获得展开尺寸。第二平面弯80的弯曲半径、角度以及相对于第一平面弯70的二面角都需要在弯制前利用三维软件计算分析得出，根据不同产品具体设计选择即可。

在步骤(5)中，弯制第三平面弯90时，需仔细测量螺旋段40的尺寸，计算出还需要绕制的螺旋段40的长度(一般该段长度在步骤(4)中绕制时控制在100mm左右即可，或者在能满足第三平面弯90弯制的情况下越短越好，这样有利于精准定位第二直管段60的位置)。参阅图15，确定好保留的第二直管段60的长度后，在弯管机1上进行第三平面弯90的弯制。由于弯管机1的结构限制，要求第三平面弯90弯制时必须留有一段直管段(即第二过渡段102)，否则弯制过程中会与弯管机1本身结构发生干涉。

在步骤(7)中，将第二过渡段102弯制好后，拆掉安装组件43，取下成型后的螺旋盘管，无缝螺旋盘管弯制作业完成。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种螺旋盘管成型装置，其特征在于，螺旋盘管包括第一直管段(10)、第一异形段(20)、第二异形段(30)、螺旋段(40)、第三异形段(50)和第二直管段(60)；

所述螺旋盘管成型装置包括：

弯管机(1)，用于在待弯制管上弯制出第一平面弯(70)、第二平面弯(80)和第三平面弯(90)；

第一模具(2)，用于在所述第一平面弯(70)处弯制出所述第一异形段(20)；

第二模具(3)，用于在所述第二平面弯(80)处弯制出所述第二异形段(30)以及所述第二异形段(30)与所述螺旋段(40)的过渡连接段；

螺旋弯制组件(4)，用于弯制所述螺旋段(40)以及所述螺旋段(40)与所述第三异形段(50)的过渡连接段；

第三模具(5)，用于在所述第三平面弯(90)处弯制出所述第三异形段(50)。

2.根据权利要求1所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述螺旋弯制组件(4)包括芯轴(41)、支架(42)和安装组件(43)，所述支架(42)可移动地设置于车床上，所述芯轴(41)的一端与车床主轴的输出端连接，另一端搭设于所述支架(42)上并与所述支架(42)转动配合，所述待弯制管通过所述安装组件(43)安装于所述芯轴(41)远离所述车床主轴的一端。

3.根据权利要求2所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述芯轴(41)的外周壁上环设有第一螺旋管槽(411)，所述支架(42)上转动设置有滚轮(44)，所述滚轮(44)上设置有第二螺旋管槽(441)，所述待弯制管夹设于所述第一螺旋管槽(411)和所述第二螺旋管槽(441)之间，所述支架(42)移动并通过所述滚轮(44)与所述芯轴(41)转动配合时，所述待弯制管绕设于所述芯轴(41)上，以形成所述螺旋段(40)。

4.根据权利要求2所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述安装组件(43)包括内卡板(431)、外卡板(432)、定位轴套(433)和端盖(434)，所述芯轴(41)远离所述车床主轴的一端设置有安装腔(412)，所述端盖(434)能够将所述定位轴套(433)限位于所述安装腔(412)内，所述内卡板(431)的一侧面贴合于所述定位轴套(433)的外壁上，所述外卡板(432)的一侧面贴合于所述内卡板(431)背向所述定位轴套(433)的一侧面，所述内卡板(431)朝向所述外卡板(432)的一侧设置有第一卡槽(4311)，所述外卡板(432)朝向所述内卡板(431)的一侧设置有第二卡槽(4321)，所述第二异形段(30)卡设于所述第一卡槽(4311)和所述第二卡槽(4321)形成的卡腔中。

5.根据权利要求4所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，还包括紧固件，所述紧固件依次贯穿所述外卡板(432)、所述内卡板(431)并与所述定位轴套(433)连接。

6.根据权利要求1所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述第一模具(2)包括上模一(21)和下模一(22)，所述上模一(21)上设置有第一异形槽一(211)，所述下模一(22)上设置有第一异形槽二，所述上模一(21)与所述下模一(22)压合后，所述第一异形槽一(211)与所述第一异形槽二拼合形成与所述第一异形段(20)形状相同的第一异形腔。

7.根据权利要求6所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述上模一(21)上设置有第一避让口(212)，所述待弯制管经由所述第一避让口(212)伸出所述第一异形腔。

8.根据权利要求1所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述第二模具(3)包括上模二(31)和下模二(32)，所述上模二(31)上设置有第二异形槽一，所述下模二(32)上设置有第二异形槽二(321)，所述上模二(31)与所述下模二(32)压合后，所述第二异形槽一与所述第二异形槽二(321)拼合形成与所述第二异形段(30)形状相同的第二异形腔。

9.根据权利要求1所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，所述第三模具(5)包括上模三(51)和下模三(52)，所述上模三(51)上设置有第三异形槽一(511)，所述下模三(52)上设置有第三异形槽二(521)，所述上模三(51)与所述下模三(52)压合后，所述第三异形槽一(511)与所述第三异形槽二(521)拼合形成与所述第三异形段(50)形状相同的第三异形腔。

10.一种螺旋盘管成型装置的使用方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的螺旋盘管成型装置，其特征在于，包括以下步骤：

通过所述弯管机(1)在所述待弯制管上弯制出所述第一平面弯(70)和所述第二平面弯(80)；

将所述待弯制管的第一平面弯(70)处置于所述第一模具(2)内，以弯制形成所述第一异形段(20)；

将所述待弯制管的第二平面弯(80)处置于所述第二模具(3)内，以弯制形成所述第二异形段(30)以及所述第二异形段(30)与所述螺旋段(40)的过渡连接段；

将弯制好所述第一异形段(20)和所述第二异形段(30)的待弯制管安装于所述螺旋弯制组件(4)上，以弯制形成所述螺旋段(40)；

将弯制好所述螺旋段(40)的待弯制管从所述螺旋弯制组件(4)上取下，通过所述弯管机(1)在所述第二直管段(60)与所述螺旋段(40)之间弯制出所述第三平面弯(90)；

将所述待弯制管的第三平面弯(90)处置于所述第三模具(5)内，以弯制形成所述第三异形段(50)；

将弯制好所述第三异形段(50)的待弯制管再次安装于所述螺旋弯制组件(4)上，以弯制所述第三异形段(50)与所述螺旋段(40)的过渡连接段。

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