一种内齿高效换热管加工设备主机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种内齿高效换热管加工设备主机，是对现有加工机头的改进，将一个多功能旋压工作头直接安置在一个空心轴电机的轴端，旋压头内设置滚珠作为旋压元件，同时完成缩径和内壁螺旋槽成型，在旋压头之前还装有一个整形模，支承于电机前端盖上，改进后的机头结构紧凑，旋压头转动惯量极低，管坯拉拔阻力小，加工能力大，产品质量提高，综合性能优于所有现有同类加工设备。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种内齿高效换热管加工设备主机，属于特殊金属管材加工
，特别是一种管壁内壁有螺旋槽的管材加工设备。内齿高效换热管是采用外挤压、内刀具成形的加工工艺制造的，传统工艺包括三个步骤，第一步是铜管使用光模拉拔缩径，第二步是外旋压内壁起槽成形，第三步是用外模光整外径。申请号为92210100的专利申请公开了实现上述三级工艺的典型设备。这种设备旋转头体积较大，转动掼量也大，转速的提高受到限制，为此另一项中国专利申请94116265提出了一种改进方案，将实现第二级工艺的旋压头直接安装在一个空心轴电机的轴头，实现第一级工艺的缩径光模安装在旋压头同侧的电机端盖上，而实现第三级工艺的整形光模安装在另一侧端盖上。上述设备存在一个共同缺陷作业中铜管破损率较高，其主要原因是用光模缩径需要较大的拉拔力，而高效换热管的有效横截面又较小，当加工速度提高之后，这一矛盾更为突出。换言之，后一技术方案仅提供了简化机构提高加工速度的可能而并未解决三级加工工艺中拉拔阻力较大这一困难，加工速度的提高反而增加了这一困难；此外，由于该方案中缩径模与整形模之间距离较长，需消耗较长的料头，这种设备仅适用于盘管加工。本技术的目的在于提供一种拉拔阻力小而特别能适应高速加工的内齿高效换热管加工设备。本技术采用如下方案内齿高效换热管加工设备主机采用空心轴电机的直接驱动方式，包括管坯变形的两级结构，第一级结构是一个多功能旋压头，该旋压头直接安装于空心轴电机的轴头，以均布的滚珠为旋压元件，滚珠的承压面是旋压头外套上的内旋转面，该旋转面的母线是一段与滚珠吻合的从内柱面母线向外侧延伸的园弧线，第二级结构是一个整形模，设在一个支承盖的中央，该支承盖与空心轴电机前端盖固连，使整形模与电机轴共轴线，并处于旋压头外侧。该主机的冷却系统是这样设计的一个冷却液注入器，安置在所述空心轴电机的后端盖中央，注入器上设有注入嘴和进液腔，内柱面上设有与管坯密封的密封圈，空心轴与注入器之间也设有密封圈，形成一个冷却液由注入腔向空心轴前端的强制流动通道，在所述整形模的支承盖上，还设有一个残液排放口。为解决管坯尾端离开注入器后冷却液的合理排放，在所述注入器的内密封圈外侧还设有一个环槽集液腔，一个排放嘴与该腔连通，在注入器的内柱面的外端上还设有一个密封档圈。本技术以两级变形工艺为基础，利用一个直接安装于空心轴电机轴头的多功能旋压头，同时实现管坯的滚压缩径和内螺旋槽成形，即简化机构，又降低变形阻力，使设备加工速度和加工质量均能得到保证，真正实现内齿高效换热管的高速成型加工。这种设备的另一特点管坯变形段距离十分短，即能用于游动芯头的盘管加工，又能用于拉杆内模的直管加工，适用面更广。以下结合附图和实施例，对本技术作进一步说明。附图说明图1是用于加工内齿高速换热管的主机结构简图图2是主机的前端结构图图3是主机的后端结构图图4是使用拉杆芯头时主机结构示意图图中1、前支承 2、滚珠 3、旋压头 4、整形模 5、支承盖6、排放嘴 7、前端盖8、外壳 9、定子绕组 10、转子铁芯11、后轴承 12、后端盖 13、注入嘴 14、排放嘴15、空心轴16、注入器 17、密封圈 18、密封圈 19、挡圈 20、管坯21、内模22、游动芯头 23、外套24、拉杆图中电机采用一个空心轴电机，主要由空心轴15、转子铁芯10、定子绕组9、前端盖7、后端盖12、外壳8以及电机前轴承1和后轴承11等组成。管坯20得以穿过空心轴15。多功能旋压头3以螺纹连接方式与空心轴15前端直接连接。旋压头3内设有均布的旋压元件—滚珠2。多功能旋压头3的前端为整形模4，置于支承盖5的中央，与电机轴共轴线，该支承盖经螺栓固定在电机前端盖7上。本实施例中润滑冷却系统采用一个带入式润滑冷却系统。一个冷却液注入器16设在电机后盖12的中央，空心轴15后端与注入器16之间设有密封圈17，注入器16的内柱面与管坯20之间也设有密封圈18，形成冷却液由注入嘴13，经注入器环形腔向空心轴15前端的强制流动通道，冷却液从管坯20与空心轴15的间隙流向变形部位，残液从整形模支承盖5上的一个排放嘴6排放。在注入器16的密封圈18外侧还开有一个内环槽集液腔，内环槽的外端口上还设有一个档圈19，这样加工时通过密封圈18向外泄漏的冷却液以及管坯尾部离开注入器16进入空心轴15后的冷却液均可为该集液腔收集，然后经余液排放嘴14排放。多功能旋压头3是本设备的一个关键部件，它承担两个任务，其一是使管坯旋滚径，其2是与内模21配合，完成管坯内壁起槽。这两个任务是使用同一个结构部件同时完成的。当内模21使用游动芯头22时，它还有第三个功能承担芯头22的轴向支承力。本技术提供的多功能旋压头3除使用滚珠2作为旋滚元件外，还为滚珠2设计了一个侧圆弧线旋转支承面，该支承面设在旋压头3的外套23上，其母线是一段圆弧线，自外套内柱面母线向旋压头外端延伸，与滚珠2相吻合，使得作业时滚珠2获得径向和侧向支承力，并保证外套23的使用寿命。整个多功能旋压头3径向尺寸稍大于空心轴15，转动惯量远小于电机转子，所以静载荷很小。利用滚压缩径替代光模拉拔缩径，作业的动负荷又大幅度降低，使得本设备能实现内齿高效换热管的高速高质量加工。本装置第一、二两级管坯变形区距离短，除能与游头芯头22、内模21配合，实现盘管加工之外，还能用于直管加工，此时利用拉杆24替代游动芯头22来支承内模21，如图4所示，管坯的拉拔力就更小。权利要求1.一种内齿高效换热管加工设备主机，采用空心轴电机直接驱动方式，其特征是该主机包括管坯变形的两级结构，第一级结构是一个多功能旋压头(3)，该旋压头直接安装于电机的空心轴(15)的轴头，以均布的滚珠(2)为旋压元件，滚珠(2)的承压面是旋压头外套(23)上的内旋转面，该旋转面的母线是一段与滚珠吻合的从旋压头内柱面母线向外侧延伸的园弧线，第二级结构是一个整形模(4)，设在一个支承盖(5)的中央，该支承盖(5)与空心轴电机前端盖(7)固连，使整形模(4)与电机轴共轴线，并处于旋压头(3)的外侧。2.按权利要求1所述的内齿高效换热管加工设备主机，其特征是所述主机还设一个冷却液注入器(16)，安置在所述空心轴电机的后端盖(21)的中央，注入器上设有冷却液注入嘴(13)和进液腔，注入器内柱面上设有与管坯(20)密封的密封圈(18)，空心轴(15)后端与注入器(16)之间也设有密封圈(17)，形成一个冷却液从注入腔向空心轴前端的强制流动通道，在所述整形模的支承盖(5)上，还设有一个残液排放嘴(6)。3.按权利要求2所述的内齿高效换热管加工设备主机，其特征是所述注入器(16)的内密封圈(18)的外侧还设有一个内环槽集液腔，一个排放嘴(14)与该腔连通，内环槽的外端口还设有一个档圈(19)。专利摘要本技术涉及一种内齿高效换热管加工设备主机,是对现有加工机头的改进,将一个多功能旋压工作头直接安置在一个空心轴电机的轴端,旋压头内设置滚珠作为旋压元件,同时完成缩径和内壁螺旋槽成型,在旋压头之前还装有一个整形模,支承于电机前端盖上,改进后的机头结构紧凑,旋压头转动惯量极低,管坯拉拔阻力小,加工能力大,产品质量提高,综合性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内齿高效换热管加工设备主机，采用空心轴电机直接驱动方式，其特征是该主机包括管坯变形的两级结构，第一级结构是一个多功能旋压头（３），该旋压头直接安装于电机的空心轴（１５）的轴头，以均布的滚珠（２）为旋压元件，滚珠（２）的承压面是旋压头外套（２３）上的内旋转面，该旋转面的母线是一段与滚珠吻合的从旋压头内柱面母线向外侧延伸的园弧线，第二级结构是一个整形模（４），设在一个支承盖（５）的中央，该支承盖（５）与空心轴电机前端盖（７）固连，使整形模（４）与电机轴共轴线，并处于旋压头（３）的外侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建伟，罗振涛，孙国新，娄炳刚，
申请(专利权)人：中国科学院石家庄农业现代化研究所，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]