CN114653797A - 高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法 - Google Patents

高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法，成形装置包括：底板、轨迹定位销及固定板；底板上设有与待成形的柔性薄细管外形相同的轨迹；每两个轨迹定位销为一组，若干组轨迹定位销分别沿底板上的轨迹安装在底板上；每组内的两个轨迹定位销的外圆周面之间的最近距离与柔性薄细管的外径相等；待成形的柔性薄细管弯曲后，安装在每组内的两个轨迹定位销之间；两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组；固定板安装在轨迹定位销的顶部；本发明能够解决柔性高温合金微细管成形回弹大、精密性和一致性难保证、成形质量难控制的技术问题，以及热成形效率低，热成形工装加工难度大的加工问题。

Description

高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法
技术领域
本发明属于换热器微细管制造技术领域，具体涉及一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法。
背景技术
换热器高效、轻质、紧凑性的发展趋势，使得换热器微通道尺寸向更细、更薄、更长、更密的方向发展。图2所示是一种高效轻质紧凑型换热器中的一组膜片，属于细长薄壁毛细管密集阵列结构件。膜片中密集排布的微细管为直径不超过1mm，壁厚不大于0.05mm，长度不小于1000mm的高温合金管路。基于换热器微细管用高温合金弹性模量大、数量多和成形轨迹复杂的特点，高温合金微细管大半径空间曲线成形精密性和一致性控制难，采用热校形又面临效率低、成本高的问题，因此需开展高温合金薄细管异形轨迹高精密成形的研究。现有技术涉及成形装置的底板上加工与异形轨迹相符的微细槽道，如图3所示，具有微细槽道加工周期长，精度难保证，一次成形管路数量少，管路安装与拆下过程易损坏等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置及方法，能够解决现有技术中的柔性高温合金微细管成形回弹大、精密性和一致性难保证、成形质量难控制的技术问题，以及热成形效率低，热成形工装加工难度大的加工问题。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，所述成形装置包括：底板、轨迹定位销及固定板；
所述底板上设有与待成形的柔性薄细管外形相同的轨迹；
每两个所述轨迹定位销为一组，若干组轨迹定位销分别沿底板上的轨迹安装在底板上，且若干组轨迹定位销间隔设定距离；其中，每组内的两个所述轨迹定位销分别位于所述轨迹的两侧，且每组内的两个所述轨迹定位销的圆心连线与所述轨迹垂直，每组内的两个所述轨迹定位销的外圆周面之间的最近距离与所述柔性薄细管的外径相等；
待成形的柔性薄细管弯曲后，安装在每组内的两个所述轨迹定位销之间；两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组；
所述固定板安装在轨迹定位销的顶部，将每组内的两个轨迹定位销顶部之间的间距固定。
进一步的，所述底板上的轨迹两侧加工有安装孔；
每个所述轨迹定位销的底端均通过过盈配合方式安装在所述底板的安装孔内。
进一步的，所述固定板上加工有两个半圆槽；每两个固定板为一组，一组内的两个固定板的半圆槽一一相对，分别组成两个圆形通孔；若干组固定板分别一一对应安装在若干组轨迹定位销的顶部，每组内的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板通过固定销固定连接，锁紧在轨迹定位销的顶部，并固定每组内的两个轨迹定位销顶部之间的间距。
一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形方法，所述成形方法的具体步骤如下：
步骤一：将两个以上待成形的柔性薄细管弯曲后，均安装在每组内的两个所述轨迹定位销之间，两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组，并使得位于所述柔性薄细管组最底端的柔性薄细管与底板的上表面贴紧，相邻两个柔性薄细管之间也贴紧；
步骤二：根据装入柔性薄细管数量，在对应的高度，将若干个固定板分别一一对应安装在若干组轨迹定位销的顶部；
步骤三：将所述成形装置和柔性薄细管组整体放置到真空热处理炉进行热校形，最终柔性薄细管成形为与所述轨迹相同的异形微细管。
进一步的，所述固定板上加工有两个半圆槽；每两个固定板为一组，一组内的两个固定板的半圆槽一一相对，分别组成两个圆形通孔；若干组固定板分别一一对应安装在若干组轨迹定位销的顶部，每组内的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板通过固定销固定连接，锁紧在轨迹定位销的顶部，并固定每组内的两个轨迹定位销顶部之间的间距。
有益效果：
(1)本发明的成形装置的底板上设有与待成形的柔性薄细管外形相同的轨迹，所有轨迹定位销沿所述轨迹的两侧分布，组成两排定位结构，待成形的柔性薄细管随型安装在所述两排定位结构之间形成的间隙中，实现对柔性薄细管的定位及固定，该成形装置具有制造难度低、适用性强、操作简单和质量性能好的特点。
(2)本发明的成形装置的轨迹定位销之间可安装柔性薄细管的数量多，且数量灵活可调，拆装操作方便。
(3)本发明的成形装置的底板上的轨迹两侧加工有用于安装轨迹定位销的安装孔，该安装孔加工简单，比现有装置中微细槽道的加工难度小、效率高、成本低、周期短。
(4)本发明的成形方法实现了高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形，成形过程能够始终保证柔性长薄细管的平面度，具有制造难度低、适用性强、操作简单和质量性能好等特点。
附图说明
图1为本发明的成形装置的结构组成图；
图2为换热器中的一组膜片图；
图3为现有成形装置成形底板；
其中，1-底板，2-轨迹定位销，3-固定板，4-固定销。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供了一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，参见附图1，所述成形装置包括：底板1、轨迹定位销2、固定板3及固定销4；
所述底板1上设有与待成形的柔性薄细管外形相同的轨迹，且所述底板1上的轨迹两侧加工有安装孔；所述底板用于保证柔性薄细管成形过程的平面度；
每两个所述轨迹定位销2为一组，若干组轨迹定位销2分别沿底板1上的轨迹安装在底板1上，且每个所述轨迹定位销2的底端均通过过盈配合方式安装在所述底板1的安装孔内；若干组轨迹定位销2间隔设定距离；其中，每组内的两个所述轨迹定位销2分别位于所述轨迹的两侧，且每组内的两个所述轨迹定位销2的圆心连线与所述轨迹垂直，每组内的两个所述轨迹定位销2的外圆周面之间的最近距离与所述柔性薄细管的外径相等；使得所有轨迹定位销2沿所述轨迹的两侧分布，组成两排定位结构；两排定位结构之间形成的间隙即为所述轨迹；
待成形的柔性薄细管弯曲后，安装在所述两排定位结构之间形成的间隙，即所述柔性薄细管位于每组内的两个所述轨迹定位销2之间；两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销2的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组；
所述固定板3上加工有两个半圆槽；每两个固定板3为一组，一组内的两个固定板3的半圆槽一一相对，分别组成两个圆形通孔；若干组固定板3分别一一对应安装在若干组轨迹定位销2的顶部，每组内的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销2一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板3通过固定销4固定连接，锁紧在轨迹定位销2的顶部，并固定每组内的两个轨迹定位销2顶部之间的间距；所述固定板3压紧在所述柔性薄细管组的顶部，防止安装在两排定位结构之间的柔性薄细管在成形的过程中发生晃动。
实施例2：
基于实施例1的一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，本发明实例提供了一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形方法，包括如下步骤：
步骤一：将两个以上待成形的柔性薄细管弯曲后，均安装在所述两排定位结构之间形成的间隙，两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销2的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组，并保证位于所述柔性薄细管组最底端的柔性薄细管与底板1的上表面贴紧，且保证相邻两个柔性薄细管之间也贴紧；其中，柔性薄细管的数量可为上百根；
步骤二：根据装入柔性薄细管数量，在对应的高度，将若干组固定板3分别一一对应安装在若干组轨迹定位销2的顶部，每组内的固定板3的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销2一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板3通过固定销4固定连接，锁紧在轨迹定位销2的顶部；
步骤三：将所述成形装置和柔性薄细管组整体放置到真空热处理炉进行热校形，最终柔性薄细管成形为与所述轨迹相同的异形微细管，参见附图2，两个以上所述异形微细管能够组成换热器的膜片。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，其特征在于，所述成形装置包括：底板(1)、轨迹定位销(2)及固定板(3)；
所述底板(1)上设有与待成形的柔性薄细管外形相同的轨迹；
每两个所述轨迹定位销(2)为一组，若干组轨迹定位销(2)分别沿底板(1)上的轨迹安装在底板(1)上，且若干组轨迹定位销(2)间隔设定距离；其中，每组内的两个所述轨迹定位销(2)分别位于所述轨迹的两侧，且每组内的两个所述轨迹定位销(2)的圆心连线与所述轨迹垂直，每组内的两个所述轨迹定位销(2)的外圆周面之间的最近距离与所述柔性薄细管的外径相等；
待成形的柔性薄细管弯曲后，安装在每组内的两个所述轨迹定位销(2)之间；两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销(2)的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组；
所述固定板(3)安装在轨迹定位销(2)的顶部，将每组内的两个轨迹定位销(2)顶部之间的间距固定。
2.如权利要求1所述的一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，其特征在于，所述底板(1)上的轨迹两侧加工有安装孔；
每个所述轨迹定位销(2)的底端均通过过盈配合方式安装在所述底板(1)的安装孔内。
3.如权利要求1或2所述的一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形装置，其特征在于，所述固定板(3)上加工有两个半圆槽；每两个固定板(3)为一组，一组内的两个固定板(3)的半圆槽一一相对，分别组成两个圆形通孔；若干组固定板(3)分别一一对应安装在若干组轨迹定位销(2)的顶部，每组内的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销(2)一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板(3)通过固定销(4)固定连接，锁紧在轨迹定位销(2)的顶部，并固定每组内的两个轨迹定位销(2)顶部之间的间距。
4.一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形方法，基于权利要求1所述的成形装置，其特征在于，所述成形方法的具体步骤如下：
步骤一：将两个以上待成形的柔性薄细管弯曲后，均安装在每组内的两个所述轨迹定位销(2)之间，两个以上柔性薄细管沿轨迹定位销(2)的长度方向堆叠设置，组成柔性薄细管组，并使得位于所述柔性薄细管组最底端的柔性薄细管与底板(1)的上表面贴紧，相邻两个柔性薄细管之间也贴紧；
步骤二：根据装入柔性薄细管数量，在对应的高度，将若干个固定板(3)分别一一对应安装在若干组轨迹定位销(2)的顶部；
步骤三：将所述成形装置和柔性薄细管组整体放置到真空热处理炉进行热校形，最终柔性薄细管成形为与所述轨迹相同的异形微细管。
5.如权利要求4所述的一种高温合金柔性薄细管异形轨迹高效高精密成形方法，其特征在于，所述固定板(3)上加工有两个半圆槽；每两个固定板(3)为一组，一组内的两个固定板(3)的半圆槽一一相对，分别组成两个圆形通孔；若干组固定板(3)分别一一对应安装在若干组轨迹定位销(2)的顶部，每组内的两个圆形通孔分别与对应组内的两个轨迹定位销(2)一一对应孔轴配合，每组内的两个固定板(3)通过固定销(4)固定连接，锁紧在轨迹定位销(2)的顶部，并固定每组内的两个轨迹定位销(2)顶部之间的间距。
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