一種用液力驅動刀具加工管內螺紋傳熱管的方法及設備技術

一種用液力驅動刀具加工管內螺紋的方法及設備，采用直條管按金屬切削加工的原理，其方法包括料管定位，切削加工工序，設備包括料管模壓裝置、刀具裝卸器、進料裝置、液壓加工系統及液壓操作系統，刀具為螺旋狀柱體，螺紋之間沿軸向開有螺旋形過液槽，端部為切削刃，刀具座內的刀具腔有與刀具相嚙合的內螺紋，當高速流體導入刀具腔時，迫使刀具按刀具腔的聯接螺紋旋向旋轉、推進，獲得加工前的初速度及進給力，然后進入待加工料管內，刀具在高速流體的作用下對料管內壁進行切削加工，形成內螺紋。本發明專利技術方法生產工藝簡化，設備簡單，易于操作，加工出的內螺紋管的螺紋較少，螺距角小，熱交換率佳，對管徑尺寸精度要求較低，能耗較低，因而生產成本低。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及管內螺紋的加工方法及設備，特別是用液力驅動刀具加工管內螺紋的加工方法及設備。內螺紋管是近年來發展起來的一種新型的高效熱交換管。由于管內螺旋凸筋與溝槽的存在，增大了熱交換管的內傳熱面積，同時又能使載熱(冷卻)介質在管內呈紊流狀，從而加快了熱交換過程。目前內螺紋管的加工方法主要是依據金屬塑性成形的原理，通過拉拔模具的加工方法生產內螺紋管，其工序包括拉伸銅管坯(退火態)、內螺紋管盤拉、整形切定尺、脫脂清洗、吹干、成品退火等，主要設備為盤拉機，采用這種方法工序復雜，能耗高，生產成本高。本專利技術的目的是提供一種生產工序簡單，能耗低的加工管內螺紋的方法及設備。本專利技術提出一種采用直條管按金屬切削加工的原理用液力驅動刀具加工管內螺紋的方法，包括料管定位、切削加工工序，在料管定位工序中，將給定尺寸的直料管送入模具的模槽內，經定位、合模、增壓鎖模，提高管徑尺寸精度；在切削加工工序中，先將刀具放入刀具座內，該刀具為螺旋狀柱體，周向分布螺紋，螺紋與螺紋之間沿軸向開有螺旋形過液槽，刀具端部的螺紋端頭加工成切削刃，刀具座內有與刀具相嚙合的內螺紋，然后將裝有刀具的刀具座與模壓后的料管一端密封聯接，再將由加壓裝置產生的高速流體從刀具座的另一端導入刀具座內，流體通過刀具與刀具座內壁間的螺旋形過液槽時，對刀具產生動量矩，迫使刀具按刀具座內的聯接螺紋旋向旋轉、推進，并獲得加工前的初速度及進給力，然后進入待加工料管內，刀具在高速流體的作用下對料管內壁進行切削加工，使料管內壁形成內螺紋，切屑及刀具隨流體由料管的另一端先后流出；卸下加工后的料管即得到內螺紋管。上述刀具的螺紋頭數2-3條，過液槽截面形心跡線的切線與刀具軸線的空間交角為40°-55°，流體介質選用密度大，運動粘度低的介質，加工小口徑管時，以汞最佳。一種用液力驅動刀具加工管內螺紋的設備，它有料管模壓裝置、刀具及刀具座、液壓加工系統組成，料管模壓裝置包括定模、動模及合模裝置，定模固定在機架上，動模聯接在合模裝置上刀具為螺旋狀柱體，周向分布外螺紋，螺紋與螺紋之間沿軸向開設螺旋形過液槽，刀具端部的螺紋端頭加工成切削刃，刀具座兩端開口，內有刀具腔，刀具腔的側壁有與刀具相嚙合的內螺紋，刀具可旋入刀具腔內；液壓加工系統包括蓄液箱、加壓裝置、壓力接頭、鑲合接頭及伸縮裝置，加壓裝置的流體進出口分別通過控制閥與蓄液箱及壓力接頭相通，鑲合接頭通過控制閥與蓄液箱相通，壓力接頭及鑲合接頭由伸縮裝置固定在定模兩側，刀具座位于壓力接頭與定模之間，伸縮裝置做進給動作時，可推動壓力接頭和鑲合接頭作相對運動，壓力接頭推動刀具座與合模后的動、定模側壁及料管進行壓合和密封，鑲合接頭與合模后的動、定模另一側壁及料管進行壓合和密封，使壓力接頭通過刀具座的刀具腔、料管與鑲合接頭接通，構成液壓加工回路，伸縮裝置作退縮動作時，壓力接頭及鑲合接頭向兩側退移，上述液壓加工回路斷開。所述合模裝置為合模缸，加壓裝置為增壓式注射缸，其注射腔的進出口分別與蓄液箱及加壓力接頭相通，伸縮裝置為兩個伸縮缸，上述合模缸、注射缸、伸縮缸的動作由油箱、油泵、控制閥、連接管件組成的液壓操作系統控制。上述定模為正多邊形棱柱體，通過轉軸安裝在機架上，每一柱畫均開有料管模槽，刀具座位于定模的一側端，并周向固定在定模上，刀具座在與定模模槽軸線對應的位置設有刀具殼腔，刀具由刀具殼裝入刀具殼腔內，刀具殼內有刀具腔，刀具腔的側壁有與刀具外螺紋相嚙合的內螺紋。所述設備還具有刀具裝卸器，它由裝刀推桿、卸殼拉桿、連接板、滑槽、退殼擋板組成，連接板套在定模轉軸上，并固定在壓力接頭上，裝刀推桿及卸殼拉桿固定在連接板上，壓力接頭、裝刀推桿及卸殼拉桿的前端分別與一刀具殼腔對應，裝刀推桿與其對應的刀具殼腔之間有滑槽，裝有刀具的殼刀組合體可置入滑槽內，卸殼拉桿的前端裝有卸殼鉤，卸殼檔板由機架固定在連接板與刀具座之間卸殼拉桿的一側。所述刀具座與定模之間裝有彈簧。定模工作面轉換及定位由位于定模另一側端的滑塊擺桿棘輪機構及頂針實現，滑塊擺桿棘輪機構由滑塊、曲柄擺桿、棘輪組成，滑塊固定在動模上，棘輪固定在定模轉軸上，曲柄擺桿一端與棘輪連接，桿體上有滑道；頂針周向固定在機架上，頂針與機架間裝有彈簧，定模側端與頂針對應位置有以軸心為中心等距離均勻分布與定模柱面等數的凹槽，彈簧將頂針的頂端壓入上述凹槽內實現定位。由于專利技術采用切削方法加工管內螺紋，使生產工藝簡化，本加工設備簡單，易于操作控制，而且由于本方法加工的管內螺紋的頭數少(2至3條)，螺距角小，熱交換效率更佳，而且對管內徑尺寸精度要求相對較低，因而其能耗較低，生產成本低。附圖說明圖1為本專利技術切削加工原理方框2為本專利技術加工管內螺紋的設備液壓系統及機械示意3為圖2沿I-I向結構示意4為圖3中在合模狀態下C部放大5為圖4沿A-A線剖視6為圖4沿B-B線剖視圖下面結合實施例對本專利技術作詳細描述由圖1所示，將給定尺寸的料管15送入定模19的模槽內后，然后進行定位，動模6合模并增壓，再由伸縮裝置10、10′將裝有刀具的刀具座4及鑲合接頭9推進并與料管15兩端聯接，構成該液壓加工系統的封閉回路，然后打開控制閥12、12′，加壓裝置1對液壓加工回路加壓使流體介質高速流動，流體在流經刀具與刀具座內壁間的過液槽時使刀具在刀具座內旋轉前進，獲得切削加工前的旋轉初速度與進給力。刀具進入料管內對料管內壁進行內螺紋的切削加工，切削過程中的切屑及切削完成后的刀具先后由料管的另一端被流體介質帶入蓄液箱11中。待上述內螺紋加工完畢后，關閉控制閥12、12′，動模6開啟，伸縮裝置10、10′向兩側退移，內螺紋管15與回路分離后，管內流體介質落入下部的接料裝置內，卸下加工好的內螺紋管，完成一次加工循環。當接料裝置內的積存流體介質達到一定量時，補液裝置13便將的積液排至蓄液箱11，給液壓加工回路補液。液壓加工回路中的流體介質的選擇應是高密度，低運動粘度的流體，加工小口徑管的內螺紋管時如空調器空氣冷卻式冷凝器中的傳熱管(盤管)，流體介質選用汞最佳。刀具的螺紋頭數2-3條，過液槽截面形心跡線的切線與刀具軸線的空間交角為40°-55°。由圖2所示，本專利技術的設備包括料管模壓裝置、刀具裝卸器、進料裝置、液壓加工系統、液壓操作系統。料管模壓裝置由定模19、動模6、合模一增壓缸5組成，定模19為橫截面呈正六邊形的棱柱體，通過轉軸安裝在機架24上，六個柱面均開有料管模槽。合模一增壓缸5的兩個缸體連成一體，上為增壓缸，下為合模缸。動模6聯接在合模缸的活塞桿上。定模19的工作面轉換及定位由位于定模右側的滑塊擺桿棘輪機構8、頂針14實現。滑塊擺桿棘輪機構由滑塊、曲柄擺桿8、棘輪構成，滑塊固連在動模右側端面上，曲柄擺桿上有滑道，一端連接棘輪，另一端由滑道與滑塊聯接，棘輪固定在定模轉軸上。在動模6開模的前半程，由固連在動模6上的滑塊撥動曲柄擺桿，曲柄擺桿撥動棘輪作π/3角度的轉動，使定模19轉換一個工作面。頂針14由頂針座周向固定在機架24上，通過彈簧將頂針14壓在定模19右側端面，定模右側端面與頂針14相應位置以軸心為中心周向均勻分布有6個凹槽，定模轉動時，推動頂針壓縮彈簧退出上一個凹槽，定模轉動π/3角度時，頂針14在彈簧的作用下進入下一個凹槽，使定模定位。定模在轉動換位過程中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用液力驅動刀具加工管內螺紋的方法，其特征在于包括料管定位、切削加工工序，在料管定位工序中，將給定尺寸的直料管送入模具的模槽內，經定位、合模、增壓鎖模，提高管徑尺寸精度；在切削加工工序中，先將刀具放入刀具座內，該刀具為螺旋狀柱體，周向分布螺紋，螺紋與螺紋之間沿軸向開有螺旋形過液槽，刀具端部的螺紋端頭加工成切削刃，刀具座內有與刀具相嚙合的內螺紋，然后將裝有刀具的刀具座與模壓后的料管一端密封聯接，再將由加壓裝置產生的高速流體從刀具座的另一端導入刀具座內，流體通過刀具與刀具座內壁間的螺旋形過液槽時，對刀具產生動量矩，迫使刀具按刀具座內的聯接螺紋旋向旋轉、推進，并獲得加工前的初速度及進給力，然后進入待加工料管內，刀具在高速流體的作用下對料管內壁進行切削加工，使料管內壁形成內螺紋，切屑及刀具隨流體由料管的另一端先后流出；卸下加工后的料管即得到內螺紋管。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴紹坤，
申請(專利權)人：柴紹坤，
類型：發明
國別省市：34[中國|安徽]