可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于薄壁毛细管成形领域，并具体公开了一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法，包括超声组件、控温组件和控速组件，超声组件上端设有拔丝模，拔丝模上开设有环形凹槽；超声组件内开设有轴向通孔，待拉拔毛细管穿过轴向通孔和拔丝模；控温组件包括预冷流体管、调温流体管、电加热丝和温度传感器，预冷流体管插入轴向通孔中，调温流体管插入环形凹槽中，电加热丝安装在拔丝模内，温度传感器安装在拔丝模上；控速组件包括滚轮盘和超声波测厚仪，超声波测厚仪用于检测拉拔后毛细管的壁厚，滚轮盘用于从上端夹持毛细管进行拉拔。通过本发明专利技术提供的拉拔成形装置可得到壁厚小，且表面质量、尺寸精度和强度高的薄壁毛细管。的薄壁毛细管。的薄壁毛细管。

【技术实现步骤摘要】
可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法


[0001]本专利技术属于薄壁毛细管成形领域，更具体地，涉及一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法。

技术介绍

[0002]薄壁毛细管在制冷行业有着非常广泛的应用，而毛细管的壁厚会直接影响传热效率，壁厚越薄，传热效率越高。
[0003]与常规的塑性成形工艺相比，超声振动辅助塑性成形技术能够有效地降低材料的成形力，可以一定程度改善毛细管成形性能。但当毛细管壁厚小于100μm时，拉拔成形后毛细管的强度、表面质量和尺寸精度仍然较低。因此，想要得到壁厚小，且表面质量好、尺寸精度和强度高的薄壁毛细管，现有的拉拔方法和装置已经不能满足需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法，其目的在于，通过设计控温组件，在拉拔前对薄壁毛细管进行预冷，同时控制拉拔环境温度，从而拉拔得到壁厚小，且表面质量好、尺寸精度和强度高的薄壁毛细管。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提出了一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，包括超声组件、控温组件和控速组件，其中：
[0006]所述超声组件上端设有拔丝模，该拔丝模上开设有环形凹槽；所述超声组件内开设有轴向通孔，待拉拔毛细管穿过该轴向通孔和拔丝模；
[0007]所述控温组件包括预冷流体管、调温流体管、电加热丝和温度传感器，其中，所述预冷流体管插入所述轴向通孔中，用于对待拉拔毛细管进行预冷；所述调温流体管插入所述环形凹槽中，所述电加热丝安装在所述拔丝模内；所述温度传感器安装在所述拔丝模上，用于检测环境温度，并根据该环境温度调节调温流体管流量和电加热丝功率，控制拉拔的环境温度达到目标温度；
[0008]所述控速组件包括滚轮盘和超声波测厚仪，所述超声波测厚仪用于检测拉拔后毛细管的壁厚，所述滚轮盘用于从上端夹持毛细管进行拉拔，并根据超声波测厚仪测得的壁厚调整拉拔速度。
[0009]作为进一步优选的，所述控温组件还包括液氮罐，该液氮罐与所述预冷流体管和调温流体管连通；所述液氮罐上设有自动增压回路，该自动增压回路包括汽化器和自增压调节阀，使液氮从液氮罐底部引出，经过汽化器和自增压调节阀后回到液氮罐上部。
[0010]作为进一步优选的，所述预冷流体管的一端与所述液氮罐相连，另一端封闭，同时预冷流体管上均匀分布有多个雾化喷头。
[0011]作为进一步优选的，所述调温流体管上设置有汽化器。
[0012]作为进一步优选的，所述拔丝模上安装有辅助旋盖，该辅助旋盖上开设有三个孔
洞，其中，两侧的孔洞分别用于接入所述调温流体管和平衡气压，中间的孔洞用于穿过待拉拔毛细管。
[0013]作为进一步优选的，所述辅助旋盖中部安装有四个不同方位的超声波测厚仪，用于从不同方位测量拉拔后毛细管的壁厚，并根据最大壁厚和最小壁厚的差值调控所述滚轮盘拉拔时的转速。
[0014]作为进一步优选的，所述超声组件包括超声换能器和设置在该超声换能器上端的变幅杆，该变幅杆顶部开设有圆形凹槽，所述拔丝模安装在该圆形凹槽中。
[0015]作为进一步优选的，所述变幅杆四周设有外螺纹，所述辅助旋盖内侧设有与变幅杆外螺纹相配合的内螺纹，通过螺纹旋紧固定所述拔丝模，形成刚性连接。
[0016]按照本专利技术的另一方面，提供了一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形方法，其采用上述装置实现，包括如下步骤：
[0017]S1、待成形毛细管依次穿过轴向通孔和拔丝模，并使其上端被滚轮盘夹持；
[0018]S2、通过预冷流体管向轴向通孔中输入冷却流体，对待成形毛细管进行预冷；
[0019]S3、通过调温流体管向环形凹槽中输入冷却流体，同时打开电加热丝；通过温度传感器检测拔丝模的温度，即拉拔的环境温度，根据该环境温度调节冷却流体流量和电加热丝功率，控制拉拔的环境温度达到目标温度；
[0020]S4、依次开启超声组件和滚轮盘，滚轮盘转动对毛细管进行拉拔；通过超声波测厚仪测量拉拔成形后毛细管壁厚，根据测得的壁厚调整拉拔速度，直至完成毛细管拉拔成形。
[0021]作为进一步优选的，通过超声波测厚仪测量拉拔成形后毛细管周向不同位置的壁厚，当检测到的最大壁厚与最小壁厚的差值大于设定值时，减慢拉拔速度；否则保持当前拉拔速度。
[0022]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0023]1.本专利技术通过设计控温组件，在拉拔前对薄壁毛细管进行预冷，同时控制拉拔环境温度，一方面可以在低温环境中进行拉拔成形，使成形后材料强度得到明显提高，另一方面，通过控温，使得环境温度高于拔丝模与毛细管间润滑剂的凝固点，防止润滑剂凝固，保证拉拔过程的顺畅，提高毛细管质量和尺寸精度；从而可得到壁厚小，且表面质量、尺寸精度和强度高的薄壁毛细管，特别适合于壁厚小于100μm的毛细管拉拔成形。
[0024]2.本专利技术通过温度传感器和超声波测厚仪分别检测实际环境温度和拉拔后毛细管的壁厚，进而可实时调节冷却流体流量和电加热丝功率，以及滚轮盘拉拔时的转速，防止断裂失效等问题，实现智能控制。
[0025]3.本专利技术通过液氮罐提供的液氮作为冷却流体，同时增加了自动增压回路，具体通过汽化器利用环境漏热使得液氮汽化，从而提升液氮罐中的压力来为输送液氮提供动力。
[0026]4.本专利技术设计的预冷流体管的一端与液氮罐相连，另一端封闭，并均匀分布多个雾化喷头，可在拔管之前对毛细管提前进行均匀预冷。
[0027]5.本专利技术采用的超声振动辅助塑性成形能够有效地降低材料的成形力，同时进一步通过变幅杆调节振幅并实现聚能作用，减小了模具与材料之间的摩擦，从而提高零件的表面质量和尺寸精度，提高材料的成形极限，改善材料的成形性能。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例辅助旋盖俯视图。
[0030]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1
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超声换能器，2
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变幅杆，3
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拔丝模，4
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电加热丝，5
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温度传感器，6
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辅助旋盖，7
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超声波测厚仪，8
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支架，9
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液氮罐，10
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自增压调节阀，11、17
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汽化器，12、13
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输液阀，14
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手动泄压阀，15
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调温流体管，16
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预冷流体管，，18
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滚轮盘，19
‑
计算机。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，其特征在于，包括超声组件、控温组件和控速组件，其中：所述超声组件上端设有拔丝模(3)，该拔丝模(3)上开设有环形凹槽；所述超声组件内开设有轴向通孔，待拉拔毛细管穿过该轴向通孔和拔丝模(3)；所述控温组件包括预冷流体管(16)、调温流体管(15)、电加热丝(4)和温度传感器(5)，其中，所述预冷流体管(16)插入所述轴向通孔中，用于对待拉拔毛细管进行预冷；所述调温流体管(15)插入所述环形凹槽中，所述电加热丝(4)安装在所述拔丝模(3)内；所述温度传感器(5)安装在所述拔丝模(3)上，用于检测环境温度，并根据该环境温度调节调温流体管(15)流量和电加热丝(4)功率；所述控速组件包括滚轮盘(18)和超声波测厚仪(7)，所述超声波测厚仪(7)用于检测拉拔后毛细管的壁厚，所述滚轮盘(18)用于从上端夹持毛细管进行拉拔，并根据超声波测厚仪(7)测得的壁厚调整拉拔速度。2.如权利要求1所述的可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，其特征在于，所述控温组件还包括液氮罐(9)，该液氮罐(9)与所述预冷流体管(16)和调温流体管(15)连通；所述液氮罐(9)上设有自动增压回路，该自动增压回路包括汽化器(11)和自增压调节阀(10)，使液氮从液氮罐(9)底部引出，经过汽化器(11)和自增压调节阀(10)后回到液氮罐(9)上部。3.如权利要求2所述的可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，其特征在于，所述预冷流体管(16)的一端与所述液氮罐(9)相连，另一端封闭，同时预冷流体管(16)上均匀分布有多个雾化喷头。4.如权利要求2所述的可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，其特征在于，所述调温流体管(15)上设置有汽化器(17)。5.如权利要求1
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4任一项所述的可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置，其特征在于，所述拔丝模(3)上安装有辅助旋盖(6)，该辅助旋盖(6)上开设有三个孔洞，其中，两侧的孔洞分别用于接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新云，李成，李鸿鑫，邓磊，金俊松，唐学峰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：