[发明专利]一种基于多刃犁切-挤压的三维内翅片管成型装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于多刃犁切‑挤压的三维内翅片管成型装置及方法；装置包括机架、可提供旋转动力的机头、支撑机构、轴向进给机构和内翅片成型刀具组件；机头、支撑机构和轴向进给机构依次轴向安装在机架上；内翅片成型刀具组件安装在轴向进给机构上；待加工三维内翅片的金属管一端夹持在机头旋转主轴的卡盘上，另一端置于支撑机构上；机头的旋转主轴为金属管提供旋转动力，轴向进给机构驱动内翅片成型刀具组件沿着金属管与内翅片成型刀具组件的轴线直线移动。采用本装置加工的三维非连续的内翅片结构，其与工质的接触面积大，增加了对工质的扰流作用，传热表面积大，增大了传热系数，能有效提高强化热管的传热效率。

主权项

1.一种三维内翅片管成型方法，其特征在于：采用基于多刃犁切‑挤压的三维内翅片管成型装置实现，该装置包括机架（1）、可提供旋转动力的机头（3）、支撑机构（4）、轴向进给机构（5）和内翅片成型刀具组件；所述机头（3）、支撑机构（4）和轴向进给机构（5）依次轴向安装在机架（1）上；所述内翅片成型刀具组件安装在轴向进给机构（5）上；待加工三维内翅片的金属管（7）一端夹持在机头（3）旋转主轴的卡盘上，另一端置于支撑机构（4）上；金属管（7）的轴线与内翅片成型刀具组件的轴线同轴；机头（3）的旋转主轴为金属管（7）提供旋转动力，轴向进给机构（5）驱动内翅片成型刀具组件沿着金属管（7）与内翅片成型刀具组件的轴线直线移动；所述支撑机构（4）包括一支架（4‑1），支架（4‑1）上开设有一用于放置金属管（7）的工位（4‑4），在支架（4‑1）本体上对称分布有三个夹紧气缸（4‑2），每个夹紧气缸（4‑2）的活塞端部安装有卡爪（4‑3），卡爪（4‑3）的端部安装有可旋转的滚柱（4‑3a）；滚柱（4‑3a）对称分布在工位（4‑4）的周围，当金属管（7）置于工位（4‑4）内时，滚柱（4‑3a）与金属管（7）的周壁转动接触，为旋转运动中的金属管（7）提供支撑与定位；所述内翅片成型刀具组件包括多刃刀具（6‑4）、刀杆（6‑3）和连接杆（6‑2）；所述多刃刀具（6‑4）固定安装在刀杆（6‑3）的一端，刀杆（6‑3）的另一端插入连接杆（6‑2）的端部；连接杆（6‑2）尾部固定安装在轴向进给机构（5）上；所述轴向进给机构（5）为丝杆进给机构，其包括丝杆及安装在丝杆上的滑块；当丝杆转动时，带动滑块轴向移动；所述连接杆（6‑2）固定在滑块上；所述刀杆（6‑3）的杆体上设有凸条（6‑5），连接杆（6‑2）端部为筒状结构，并内套有一环状永磁体（6‑1），该连接杆（6‑2）端部开有一与凸条（6‑5）相适配的卡槽；当刀杆（6‑3）插入连接杆（6‑2）内时，凸条（6‑5）和卡槽限制刀杆（6‑3）相对于连接杆（6‑2）周向转动；通过环状永磁体的磁力作用，将刀杆（6‑3）吸合在连接杆（6‑2）上；实现步骤包括：步骤一：将具有内螺纹结构的金属管（7）轴向置于支撑机构（4）的工位（4‑4）内，其端部固定在机头（3）旋转主轴的卡盘上，并保持金属管（7）与多刃刀具（6‑4）在同一条轴线上；步骤二：机头（3）的旋转主轴带动金属管（7）旋转；步骤三：轴向进给机构（5）启动，轴向进给机构（5） 带动多刃刀具（6‑4）向金属管（7）方向连续轴向移动；多刃刀具（6‑4）进入金属管（7）内，多刃刀具（6‑4）的多个刀刃（6‑6）同时切开金属管（7）内壁面的内螺纹结构凸起部分，使其分为前后两部分，刀刃（6‑6）的弧形刃犁切，锥形后刀面同时对其切开的沟槽向外挤压，使沟槽扩张，形成高于内螺纹凸起部分的三维非连续的内翅片结构；步骤四：轴向进给机构（5）连续进给，直至在整个金属管（7）的内壁面形成三维非连续的内翅片结构；取刀步骤：金属管（7）的内壁面形成三维非连续的内翅片结构完成后，此时，多刃刀具（6‑4）伸出金属管（7）的末端并外露；机头（3）停止旋转，轴向进给机构（5）停止进给；取刀机构（2）的气动夹头（2‑3）夹紧刀杆（6‑3）的端部后，气缸（2‑2）的活塞回缩，进而将刀杆（6‑3）从连接杆（6‑2）上轴向取出；轴向进给机构（5）反向运动，回到初始位置。