一种用液力驱动刀具加工管内螺纹传热管的方法及设备技术

一种用液力驱动刀具加工管内螺纹的方法及设备，采用直条管按金属切削加工的原理，其方法包括料管定位，切削加工工序，设备包括料管模压装置、刀具装卸器、进料装置、液压加工系统及液压操作系统，刀具为螺旋状柱体，螺纹之间沿轴向开有螺旋形过液槽，端部为切削刃，刀具座内的刀具腔有与刀具相啮合的内螺纹，当高速流体导入刀具腔时，迫使刀具按刀具腔的联接螺纹旋向旋转、推进，获得加工前的初速度及进给力，然后进入待加工料管内，刀具在高速流体的作用下对料管内壁进行切削加工，形成内螺纹。本发明专利技术方法生产工艺简化，设备简单，易于操作，加工出的内螺纹管的螺纹较少，螺距角小，热交换率佳，对管径尺寸精度要求较低，能耗较低，因而生产成本低。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管内螺纹的加工方法及设备，特别是用液力驱动刀具加工管内螺纹的加工方法及设备。内螺纹管是近年来发展起来的一种新型的高效热交换管。由于管内螺旋凸筋与沟槽的存在，增大了热交换管的内传热面积，同时又能使载热(冷却)介质在管内呈紊流状，从而加快了热交换过程。目前内螺纹管的加工方法主要是依据金属塑性成形的原理，通过拉拔模具的加工方法生产内螺纹管，其工序包括拉伸铜管坯(退火态)、内螺纹管盘拉、整形切定尺、脱脂清洗、吹干、成品退火等，主要设备为盘拉机，采用这种方法工序复杂，能耗高，生产成本高。本专利技术的目的是提供一种生产工序简单，能耗低的加工管内螺纹的方法及设备。本专利技术提出一种采用直条管按金属切削加工的原理用液力驱动刀具加工管内螺纹的方法，包括料管定位、切削加工工序，在料管定位工序中，将给定尺寸的直料管送入模具的模槽内，经定位、合模、增压锁模，提高管径尺寸精度；在切削加工工序中，先将刀具放入刀具座内，该刀具为螺旋状柱体，周向分布螺纹，螺纹与螺纹之间沿轴向开有螺旋形过液槽，刀具端部的螺纹端头加工成切削刃，刀具座内有与刀具相啮合的内螺纹，然后将装有刀具的刀具座与模压后的料管一端密封联接，再将由加压装置产生的高速流体从刀具座的另一端导入刀具座内，流体通过刀具与刀具座内壁间的螺旋形过液槽时，对刀具产生动量矩，迫使刀具按刀具座内的联接螺纹旋向旋转、推进，并获得加工前的初速度及进给力，然后进入待加工料管内，刀具在高速流体的作用下对料管内壁进行切削加工，使料管内壁形成内螺纹，切屑及刀具随流体由料管的另一端先后流出；卸下加工后的料管即得到内螺纹管。上述刀具的螺纹头数2-3条，过液槽截面形心迹线的切线与刀具轴线的空间交角为40°-55°，流体介质选用密度大，运动粘度低的介质，加工小口径管时，以汞最佳。一种用液力驱动刀具加工管内螺纹的设备，它有料管模压装置、刀具及刀具座、液压加工系统组成，料管模压装置包括定模、动模及合模装置，定模固定在机架上，动模联接在合模装置上刀具为螺旋状柱体，周向分布外螺纹，螺纹与螺纹之间沿轴向开设螺旋形过液槽，刀具端部的螺纹端头加工成切削刃，刀具座两端开口，内有刀具腔，刀具腔的侧壁有与刀具相啮合的内螺纹，刀具可旋入刀具腔内；液压加工系统包括蓄液箱、加压装置、压力接头、镶合接头及伸缩装置，加压装置的流体进出口分别通过控制阀与蓄液箱及压力接头相通，镶合接头通过控制阀与蓄液箱相通，压力接头及镶合接头由伸缩装置固定在定模两侧，刀具座位于压力接头与定模之间，伸缩装置做进给动作时，可推动压力接头和镶合接头作相对运动，压力接头推动刀具座与合模后的动、定模侧壁及料管进行压合和密封，镶合接头与合模后的动、定模另一侧壁及料管进行压合和密封，使压力接头通过刀具座的刀具腔、料管与镶合接头接通，构成液压加工回路，伸缩装置作退缩动作时，压力接头及镶合接头向两侧退移，上述液压加工回路断开。所述合模装置为合模缸，加压装置为增压式注射缸，其注射腔的进出口分别与蓄液箱及加压力接头相通，伸缩装置为两个伸缩缸，上述合模缸、注射缸、伸缩缸的动作由油箱、油泵、控制阀、连接管件组成的液压操作系统控制。上述定模为正多边形棱柱体，通过转轴安装在机架上，每一柱画均开有料管模槽，刀具座位于定模的一侧端，并周向固定在定模上，刀具座在与定模模槽轴线对应的位置设有刀具壳腔，刀具由刀具壳装入刀具壳腔内，刀具壳内有刀具腔，刀具腔的侧壁有与刀具外螺纹相啮合的内螺纹。所述设备还具有刀具装卸器，它由装刀推杆、卸壳拉杆、连接板、滑槽、退壳挡板组成，连接板套在定模转轴上，并固定在压力接头上，装刀推杆及卸壳拉杆固定在连接板上，压力接头、装刀推杆及卸壳拉杆的前端分别与一刀具壳腔对应，装刀推杆与其对应的刀具壳腔之间有滑槽，装有刀具的壳刀组合体可置入滑槽内，卸壳拉杆的前端装有卸壳钩，卸壳档板由机架固定在连接板与刀具座之间卸壳拉杆的一侧。所述刀具座与定模之间装有弹簧。定模工作面转换及定位由位于定模另一侧端的滑块摆杆棘轮机构及顶针实现，滑块摆杆棘轮机构由滑块、曲柄摆杆、棘轮组成，滑块固定在动模上，棘轮固定在定模转轴上，曲柄摆杆一端与棘轮连接，杆体上有滑道；顶针周向固定在机架上，顶针与机架间装有弹簧，定模侧端与顶针对应位置有以轴心为中心等距离均匀分布与定模柱面等数的凹槽，弹簧将顶针的顶端压入上述凹槽内实现定位。由于专利技术采用切削方法加工管内螺纹，使生产工艺简化，本加工设备简单，易于操作控制，而且由于本方法加工的管内螺纹的头数少(2至3条)，螺距角小，热交换效率更佳，而且对管内径尺寸精度要求相对较低，因而其能耗较低，生产成本低。附图说明图1为本专利技术切削加工原理方框2为本专利技术加工管内螺纹的设备液压系统及机械示意3为图2沿I-I向结构示意4为图3中在合模状态下C部放大5为图4沿A-A线剖视6为图4沿B-B线剖视图下面结合实施例对本专利技术作详细描述由图1所示，将给定尺寸的料管15送入定模19的模槽内后，然后进行定位，动模6合模并增压，再由伸缩装置10、10′将装有刀具的刀具座4及镶合接头9推进并与料管15两端联接，构成该液压加工系统的封闭回路，然后打开控制阀12、12′，加压装置1对液压加工回路加压使流体介质高速流动，流体在流经刀具与刀具座内壁间的过液槽时使刀具在刀具座内旋转前进，获得切削加工前的旋转初速度与进给力。刀具进入料管内对料管内壁进行内螺纹的切削加工，切削过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体介质带入蓄液箱11中。待上述内螺纹加工完毕后，关闭控制阀12、12′，动模6开启，伸缩装置10、10′向两侧退移，内螺纹管15与回路分离后，管内流体介质落入下部的接料装置内，卸下加工好的内螺纹管，完成一次加工循环。当接料装置内的积存流体介质达到一定量时，补液装置13便将的积液排至蓄液箱11，给液压加工回路补液。液压加工回路中的流体介质的选择应是高密度，低运动粘度的流体，加工小口径管的内螺纹管时如空调器空气冷却式冷凝器中的传热管(盘管)，流体介质选用汞最佳。刀具的螺纹头数2-3条，过液槽截面形心迹线的切线与刀具轴线的空间交角为40°-55°。由图2所示，本专利技术的设备包括料管模压装置、刀具装卸器、进料装置、液压加工系统、液压操作系统。料管模压装置由定模19、动模6、合模一增压缸5组成，定模19为横截面呈正六边形的棱柱体，通过转轴安装在机架24上，六个柱面均开有料管模槽。合模一增压缸5的两个缸体连成一体，上为增压缸，下为合模缸。动模6联接在合模缸的活塞杆上。定模19的工作面转换及定位由位于定模右侧的滑块摆杆棘轮机构8、顶针14实现。滑块摆杆棘轮机构由滑块、曲柄摆杆8、棘轮构成，滑块固连在动模右侧端面上，曲柄摆杆上有滑道，一端连接棘轮，另一端由滑道与滑块联接，棘轮固定在定模转轴上。在动模6开模的前半程，由固连在动模6上的滑块拨动曲柄摆杆，曲柄摆杆拨动棘轮作π/3角度的转动，使定模19转换一个工作面。顶针14由顶针座周向固定在机架24上，通过弹簧将顶针14压在定模19右侧端面，定模右侧端面与顶针14相应位置以轴心为中心周向均匀分布有6个凹槽，定模转动时，推动顶针压缩弹簧退出上一个凹槽，定模转动π/3角度时，顶针14在弹簧的作用下进入下一个凹槽，使定模定位。定模在转动换位过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用液力驱动刀具加工管内螺纹的方法，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，将给定尺寸的直料管送入模具的模槽内，经定位、合模、增压锁模，提高管径尺寸精度；在切削加工工序中，先将刀具放入刀具座内，该刀具为螺旋状柱体，周向分布螺纹，螺纹与螺纹之间沿轴向开有螺旋形过液槽，刀具端部的螺纹端头加工成切削刃，刀具座内有与刀具相啮合的内螺纹，然后将装有刀具的刀具座与模压后的料管一端密封联接，再将由加压装置产生的高速流体从刀具座的另一端导入刀具座内，流体通过刀具与刀具座内壁间的螺旋形过液槽时，对刀具产生动量矩，迫使刀具按刀具座内的联接螺纹旋向旋转、推进，并获得加工前的初速度及进给力，然后进入待加工料管内，刀具在高速流体的作用下对料管内壁进行切削加工，使料管内壁形成内螺纹，切屑及刀具随流体由料管的另一端先后流出；卸下加工后的料管即得到内螺纹管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柴绍坤，
申请(专利权)人：柴绍坤，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]