[发明专利]一种轧制与犁切-挤压三维内外翅片管制造设备与方法

摘要

本发明公开了一种轧制与犁切‑挤压三维内外翅片管制造设备与方法；包括机架、可调拉杆机构、左托料架、可旋转的轧辊机头、外翅片犁切刀具和右托料架；轧辊机头上设有用于在金属管外表面形成外螺纹结构的外螺纹轧辊机构和用于在金属管内表面形成内螺纹结构的内螺纹辊芯机构；外螺纹轧辊机构对称分布在内螺纹辊芯机构的外围，它们形成金属管的轧辊工位，当金属管经过该轧辊工位时，在外螺纹轧辊机构与内螺纹辊芯机构之间滚压轧制作用下，在金属管的内外表面形成螺纹结构。采用本设备，加工热管，其内外翅片结构可一次成型，有效减少装夹时间，提高生产效率，降低生产成本。

主权项

1.一种三维内外翅片管的加工方法，其特征在于采用轧制与犁切‑挤压三维内外翅片管制造设备实现，该设备包括机架（1）、可调拉杆机构（2）、左托料架（5）、可旋转的轧辊机头（3）、外翅片犁切刀具（4）和右托料架（51）；所述可调拉杆机构（2）、左托料架（5）、可旋转的轧辊机头（3）、外翅片犁切刀具（4）和右托料架（51）依次设置在机架（1）上；所述轧辊机头（3）上设有用于在金属管（7）外表面形成外螺纹结构的外螺纹轧辊机构；安装在可调拉杆机构（2）上的用于在金属管（7）内表面形成内螺纹结构及三维非连续内翅片结构的内螺纹辊芯机构（6）；所述外螺纹轧辊机构对称分布在内螺纹辊芯机构（6）的外围，它们形成金属管（7）的轧辊工位，当金属管（7）经过该轧辊工位时，在外螺纹轧辊机构与内螺纹辊芯机构（6）之间滚压轧制作用下，在金属管（7）的内外表面形成螺纹结构；所述外螺纹轧辊机构为三个对称分布、且可旋转的螺纹轧辊，由电动机（44）驱动其旋转；所述内螺纹辊芯机构（6）包括拉杆（6‑1）、螺纹芯头（6‑2）、内翅片犁切刀（6‑3）；所述内翅片犁切刀（6‑3）通过刀杆（6‑4）轴向固定安装在拉杆（6‑1）的端部；所述螺纹芯头（6‑2）以周向转动、轴向限位的方式安装在拉杆（6‑1）的端部；作业时，金属管（7）置于左托料架（5）上，并将金属管（7）的起始端置于轧辊工位内；可调拉杆机构（2）轴向推动拉杆（6‑1）在金属管（7）内轴向运动，直至螺纹芯头（6‑2）及内翅片犁切刀（6‑3）到达轧辊工位；电动机（44）驱动螺纹轧辊转动，金属管（7）在螺纹轧辊以及螺纹芯头（6‑2）的滚轧咬合作用下，在其内外表面形成连续的螺纹结构的同时，推动金属管（7）向外翅片犁切刀具（4）方向螺旋前进；当已经成型的内外螺纹结构运动到内翅片犁切刀（6‑3）的工位时，内翅片犁切刀（6‑3）的刀刃切断螺纹结构，使其形成断续的凸起结构，刀刃的后刀面同时在凸起结构的沟槽向外挤压，使凸起结构向外扩张，形成高于未切割前内螺纹凸起结构的三维非连续的内翅片结构；当已经成型的内外螺纹结构运动到外翅片犁切刀具（4）的工位时，外翅片犁切刀具（4）的刀刃切断螺纹结构，使其形成断续的凸起结构，刀刃的后刀面同时在凸起结构的沟槽向外挤压，使凸起结构向外扩张，形成高于未切割前外螺纹凸起结构的三维非连续的外翅片结构；所述外翅片犁切刀具（4）包括刀架（41）及其上的结构相同的三组刀具组件；这三组刀具组件对称分布在刀架（41）的孔形工位（46）周围；所述刀具组件包括安装在刀架（41）上的驱动丝杆旋转的电机（42）、丝杆（43）、丝杆及外翅片犁切刀安装座、外翅片犁切刀（45）；所述电机（42）固定在刀架（41）上，丝杆（43）分别连接电机（42）和丝杆及外翅片犁切刀安装座，外翅片犁切刀（45）安装在丝杆及外翅片犁切刀安装座上；所述外翅片犁切刀（45）的刀刃径向均等分布在孔形工位（46）内，当已成型的内外螺纹结构转动并轴向经过该孔形工位（46）时，外翅片犁切刀（45）的刀刃切断金属管（7）表面的外螺纹结构；所述可调拉杆机构（2）包括丝杆机构（22），驱动丝杆旋转的驱动电机（21）、安装在丝杆机构（22）的丝杆上的拉杆座（23）；拉杆座（23）与丝杆螺纹配合；所述拉杆（6‑1）的末端固定在丝杆机构（22）的拉杆座（23）上；驱动电机（21）带动丝杆旋转，并使拉杆座（23）移动并停留在所需位置，以适应不同长度金属管（7）的安装工位；实现步骤包括：步骤一：将金属管（7）置于左托料架（5）上，并将金属管（7）的起始端置于轧辊工位内；步骤二：丝杆机构（22）丝杆上的拉杆座（23）轴向推动拉杆（6‑1）在金属管（7）内轴向同步运动，直至螺纹芯头（6‑2）及内翅片犁切刀（6‑3）到达轧辊工位后停止；步骤三：电动机（44）驱动螺纹轧辊转动，金属管（7）在螺纹轧辊以及螺纹芯头（6‑2）的滚轧咬合作用下，在其内外表面形成连续的螺纹结构的同时，推动金属管（7）向外翅片犁切刀具（4）方向螺旋前进运动；步骤四：当已经成型的内外螺纹结构螺旋运动到内翅片犁切刀（6‑3）的螺旋状刀刃的工位时，内翅片犁切刀（6‑3）的刀刃切断螺纹结构，使其形成断续的凸起结构，刀刃的后刀面同时在凸起结构的沟槽向外挤压，使凸起结构向外扩张，形成高于未切割前内螺纹凸起结构的三维非连续的内翅片结构；与此同时，当已经成型的内外螺纹结构运动到外翅片犁切刀具（4）的工位时，外翅片犁切刀具（4）的刀刃切断螺纹结构，使其形成断续的凸起结构，刀刃的后刀面同时在凸起结构的沟槽向外挤压，使凸起结构向外扩张，形成高于未切割前外螺纹凸起结构的三维非连续的外翅片结构，直至整个金属管（7）加工完成，最后承载在右托料架（51）上，得到所需结构的三维内外翅片管。