CN201291228Y - 生产铜高翅片管用刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产铜高翅片管用刀具，属于机械加工技术领域，解决了现有技术中因刀具设计不合理易产生刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲及翅片成型困难的问题。所述刀具，形成楔入部分刀具和挤压部分刀具，其中，所述楔入部分刀具包括位于刀具前端的楔入段，用于切开待加工管表面金属，使所述待加工管起翅；所述挤压部分刀具包括位于刀具前端的楔入段和位于所述楔入段后部的长翅段，用于挤压所述起翅后的金属，使所述待加工管成翅。

Description

生产铜高翅片管用刀具

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，具体涉及一种生产翅片管用刀具。

背景技术

铜翅片管是组成各种热交换器的核心元件，其质量的优劣直接影响到热交换器的工作性能。各企业进行的研究及设计开发工作表明，在不同的机械制造部门使用轧制的翅片管制造热交换器，可以显著降低重量，减小外形尺寸，降低价格和光管消耗量，节约大量铜，并在使用过程中降低能耗。而铜高翅片管由于翅片高，接触面积大，热交换效率更高，性能更好，但其制造工艺要求也较高。目前，我国越来越多的热交换器厂家采用铜低翅片管和金管代替传统的光面铜管，替代比例达到了50％以上。同时，世界各国已把研发铜高翅片管作为主攻的方向。

现有技术中，翅片管的生产常采用三辊旋轧技术，其原理如图1所示。制造过程中，管坯1在轧辊2的带动下边旋转边前进，轧制刀具3之间的槽与芯棒4组成的孔型使管胚1逐渐加工成翅片管5。该变形过程的特点为：周期性反复加工和变形集中于表面。轧件(即管坯)上任一点金属每旋转一周与三个轧辊各接触一次，即每旋转一周经受轧辊的三次加工，因此能获得很大的变形量。并且管坯径向受到压缩时，金属受轧辊形状的限制，向轴向流动困难，被迫向翼片部分流动，使翅片增高，从而形成翅片管。

在高翅片管的生产过程中，刀具设计是关键。如果刀具设计不当，会使轧制过程中刀具受力不均匀，进而导致刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲以及翅片成型困难等问题的产生。目前，由于刀具设计不合理，我国所生产的铜翅片管产品尺寸不理想，表现为翅高较小，一般只在10mm以下；翅片较厚，最薄处往往在0.8mm以上；翅片间距较大，通常在4mm以上。

发明内容

本实用新型提供一种生产铜高翅片管用刀具，以解决现有技术中因刀具设计不合理易产生刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲及翅片成型困难的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种生产铜高翅片管用刀具，所述刀具形成楔入部分刀具和挤压部分刀具，其中，

所述楔入部分刀具包括位于刀具前端的楔入段，用于切开待加工管表面金属，使所述待加工管起翅；

所述挤压部分刀具包括位于刀具前端的楔入段和位于所述楔入段后部的长翅段，用于挤压所述起翅后的金属，使所述待加工管成翅。

本实用新型根据加工铜高翅片管的需要，将刀具组成为楔入部分刀具和挤压部分刀具，分别用于使待加工管起翅和成翅，该设计合理，能够有效避免刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲及翅片成型困难等问题的产生。

附图说明

图1为现有技术中三辊旋轧翅片管原理图；

图2为本实用新型实施例中轧辊结构示意图；

图3为图2所示轧辊中单个刀具的结构示意图；

图4为使用图2所示轧辊制成的铜高翅片管的结构示意图。

具体实施方式

为解决现有技术中因刀具设计不合理易产生刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲及翅片成型困难的问题，本实用新型提供一种生产铜高翅片管用刀具。下面结合附图对本实用新型作详细描述。

如图2和图3所示，本实用新型的生产铜高翅片管用刀具6固定在芯轴10上，从而使所述刀具6和芯轴10形成轧辊，用于对待加工管进行轧制。所述刀具6形成楔入部分刀具7和挤压部分刀具8，其中，

所述楔入部分刀具7包括位于刀具前端的楔入段11，用于切开待加工管表面金属，使所述待加工管起翅；

所述挤压部分刀具8包括位于刀具前端的楔入段11和位于所述楔入段11后部的长翅段12，用于挤压所述起翅后的金属，使所述待加工管成翅。

本实用新型根据加工铜高翅片管的需要，将刀具组成为楔入部分刀具7和挤压部分刀具8，分别用于使待加工管起翅和成翅，该设计合理，能够有效避免刀具局部磨损严重、轧制管坯产生扭曲及翅片成型困难等问题的产生。

与该刀具相对应，铜高翅片管的加工过程分为楔入阶段和挤压阶段，分别由楔入部分刀具7和挤压部分刀具8完成。实际应用中，为了便于加工和使用，如图3所示，刀具均包括三部分，分别为位于刀具前端的楔入段11、位于所述楔入段11后部的长翅段12以及位于所述长翅段12后部的限流段13。本实施例中，以刀具均包括该三部分为例进行详细说明。

在楔入阶段，当楔入部分刀具7和待加工的管坯表面金属接触时，表面金属则被棱状的前刀面(即楔入段11)切开，类似于斧头劈入木柴的动作。为了使楔入部分刀具7在楔入阶段顺利切入到管坯中，同时使刀具的受力较小，楔入部分刀具7楔入段11前端的尖角α应取在20～35°之间，楔入过程中每一片刀具的楔入量在0.1～0.3mm之间。如果加工过程中管坯的硬化情况不明显每一片刀具的楔入量可取相同的数值，当管坯在加工过程中硬化明显时，刀具的楔入量应以逐渐减小为宜，这样做的目的主要是使各组刀具的受力均匀，不至于使局部刀具的磨损严重，也不会使加工过程中管坯产生扭曲。同时，为了在楔入阶段顺利起翅，楔入部分刀具7之间的凹槽高度h在满足翅片填充的同时，其限流段13的高度h1、以及限流段13与长翅段12之间的弧面半径R应取较大数值，h1取值在4～6mm之间，R取值在3～5mm之间。楔入部分刀具7的长翅段12的宽度W可以保持不变。

在挤压阶段，随着刀具前端宽度W和α的增加，各组刀具之间的凹槽宽度开始减小，从而实现对金属进行挤压。为实现较好的挤压效果，挤压部分刀具8长翅段12的宽度W的增量在0.02～0.1mm之间。如果加工过程中管坯的硬化情况不明显每一片刀具的楔入量可取相同的数值，当管坯在加工过程中硬化明显时，刀具的楔入量应以逐渐减小为宜，这样做的目的主要是使各组刀具的受力均匀，不至于使局部刀具的磨损严重，也不会使加工过程中管坯产生扭曲。同时，为了在楔入阶段顺利“成翅”，挤压部分刀具8之间的凹槽高度h在满足翅片填充的同时，h1和R应取较大数值，h1取值在4～6mm之间，R取值在3～5mm之间。

经过楔入阶段和挤压阶段的加工以后，高翅片基本成型，为了使成型的翅片均匀一致，需对其进行精整。因此，所述刀具优选还形成精整部分刀具9，用于精整所述成翅后的金属，使所述待加工管翅片均匀。

在精整阶段中，精整部分刀具9之间的凹槽高度h即为翅片的高度，精整阶段的h1和R均取小于0.5mm，从而在翅顶起到限制金属继续流动的作用，使成型的翅片均匀。

如图4所示，为使用本实用新型的刀具生产出的翅片管，其翅片高度H最高可达15mm以上；翅片密度大，翅距宽度C最小为2.9mm；翅片厚度t最薄可达0.5mm。并且，翅片成螺旋状缠绕管体且为一体，刚度强，在流体介质中抗震能力强，可有效克服因翅片振动造成的翅片折裂，防止泄漏发生。此种铜高翅片管可为各个生产厂家开发更新型高性能的热交换设备提供优良的传热元件。

本实用新型通过合理设计楔入阶段和挤压阶段的刀具形状，利于轧制过程中铜管的起翅和成翅。并且，合理设计了楔入部分刀具的楔入量和挤压部分刀具的挤压量，使各个刀具的受力均匀，避免了刀具的局部磨损，提高了刀具的使用寿命；同时，避免了轧制过程中管坯的扭曲。另外，还合理设计精整部分刀具与翅片顶端接触区域的形状，保证了产品尺寸。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1、一种生产铜高翅片管用刀具，其特征在于，所述刀具形成楔入部分刀具和挤压部分刀具，其中，

所述楔入部分刀具包括位于刀具前端的楔入段，用于切开待加工管表面金属，使所述待加工管起翅；

所述挤压部分刀具包括位于刀具前端的楔入段和位于所述楔入段后部的长翅段，用于挤压所述起翅后的金属，使所述待加工管成翅。

2、根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述楔入部分刀具楔入段的尖角为20～35°，所述楔入部分刀具的楔入量为0.1～0.3mm。

3、根据权利要求2所述的刀具，其特征在于，所述挤压部分刀具长翅段的宽度增量为0.02～0.1mm。

4、根据权利要求1至3中任一权利要求所述的刀具，其特征在于，所述刀具还形成精整部分刀具，所述精整部分刀具包括位于刀具前端的楔入段、位于所述楔入段后部的长翅段以及位于所述长翅段后部的限流段，用于精整所述成翅后的金属，使所述待加工管翅片均匀。

5、根据权利要求4所述的刀具，其特征在于，所述精整部分刀具限流段的高度小于0.5mm，所述精整部分刀具限流段与长翅段之间的弧面半径小于0.5mm。

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