專利名稱：一種整體環形翅片管的加工設備及工藝方法
技術領域：
本發明涉及通用熱交換或傳熱設備零部件的加工設備技術領域，尤其是一種整體環形翅片管的加工設備及工藝方法。
背景技術：
目前，生產的翅片管的結構大都是螺旋形狀，它是由長條形的，導熱性能好的金屬薄片采用纏繞的方法、嵌入的方法、折疊嵌入的方法和嵌入焊接的方法與金屬管焊接在一起，形成螺旋形狀的翅片管，通過增加熱傳導的面積來提高熱交換效率，采用這種方法沒有很好地消除兩體結合處的間隙，此間隙是阻礙影響熱交換的關鍵，因此其熱交換率一直偏低，加之無法克服的纏繞應力和兩體的膨脹系數不同導致間隙逐漸增大直至兩體分離，因而使用壽命短；采用嵌入焊接的方法，使用鈦粉埋焊雖然比高頻焊好，但成本昂貴、工藝復雜，間隙阻的問題依然存在。
發明內容
為解決現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種整體環形翅片管的加工設備及工藝方法，其采用多工位互控翅片管加工裝置，利用一套同步無升角輥壓模具，采用高溫輥壓的方法生產整體環形翅片管，產品質量好，加工工藝簡單，操作方便。
為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案所述的整體環形翅片管的加工設備，其主要由多工位互控翅片管輥壓裝置，操縱裝置，同步送料裝置，高頻加熱裝置，冷卻熱處理裝置及電器控制裝置組合裝配而成；啟動送料電機通過減速器、錐齒輪副帶動送料頭使坯料進給，通過高頻加熱器對管狀坯料表面加熱處理，經加熱處理后的管狀坯料進入多工位互控翅片管輥壓裝置，送入無升角輥壓模具，對管狀坯料輥壓成型為整體翅片管，然后對其經冷卻處理裝置冷卻降溫，再經熱處理裝置進行熱處理。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置，主要由驅動電機聯軸器將動力傳輸給減速機構，減速機構的動力輸出軸與齒輪副相連，齒輪副的輸出軸連接一離合器，該離合器另一端軸上固定安裝一復合錐齒輪；復合錐齒輪的左、中、右三個錐齒輪分別安裝在傳動軸上，其中左、右兩錐齒輪傳動軸的另一端分別固定并通過傳動套連接齒輪副，兩齒輪副的低級錐齒輪分別安裝在傳動軸上，傳動軸又各連接另外兩齒輪副；其中間錐齒輪傳動軸的另一端也連接一齒輪副；三個齒輪副的低級錐齒輪分別安裝在三個輥壓床頭主軸上，三個輥壓床頭主軸呈120度夾角分布。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置中的傳動軸上安裝有傳動套、花鍵、花鍵傳動套和花鍵軸。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置的三個輥壓床頭主軸安裝有三個結構相同的輥壓模具，三個輥壓模具為整體形結構，其輥壓基體和輥壓刀片為一整體結構，輥壓基體為圓柱形，并加工有安裝通孔，安裝通孔的表面加工有兩個間隔180度的軸向安裝鍵槽，輥壓刀片由四組截面形狀和高度不相等的刀片組成，每組刀片沿高度順序依次按右旋方向呈螺旋線分布于輥壓基體的外表面，且每組刀片之間有圓滑過渡區，其中每兩個刀片中心線距離相等。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其操縱裝置由手動系統和液壓系統構成，手動系統和液壓系統安裝在六方體上，手動系統由手輪、手輪軸、鎖緊螺母、齒輪和絲桿螺母組成，手輪、鎖緊螺母和小齒輪安裝在手輪軸上；小齒輪與大齒輪構成齒輪副，大齒輪內孔加工有螺紋，即構成螺母結構，大齒輪安裝在絲桿上，絲桿固定在六方體上；液壓系統由液壓缸、液壓推進座和油道組成，缸體位于六方體內，液壓缸活塞位于液壓缸體內，活塞桿即絲桿；活塞桿外端的大齒輪與油缸蓋有30毫米距離；液壓推進座與六方體滑動連接，液壓推進座下部連接有三個導向立柱，油道位于活塞桿內，并分別與缸體內有桿腔和無桿腔連通。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其同步送料裝置由變頻電機、送料導軌、導軌支架、送料頭、導軌法蘭、減速器和錐形齒輪副構成，變頻電機安裝在送料導軌上，變頻電機的動力輸出軸與送料導軌的驅動件傳動連接，送料導軌安裝在導軌支架上，導軌支架與地面固定連接，送料頭滑動連接在送料導軌上，導軌法蘭與加熱裝置相連接。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其高頻加熱裝置由電感應加熱器、溫度測試儀和冷卻水管路組成，電感應加熱器內有高頻電源，高頻電源安裝在原料的表面，溫度測試儀安裝在加熱裝置的外殼上，冷卻水管路和電感應加熱器管口連接，冷卻水流過電感應加熱器內腔冷卻降溫。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其熱處理裝置由水冷系統和油冷系統組成，水冷系統和油冷系統采用水或油直接與加工過的工件接觸。
所述的整體環形翅片管的加工設備，其電器控制裝置由動力裝置控制系統、操縱裝置油路控制系統、同步送料裝置控制系統和加熱裝置溫度控制系統組成，其各部分控制通過電器或電子元件接入電器控制柜統一控制。
采用整體環形翅片管設備加工整體環形翅片管的工藝步驟為1、動力傳動的調整操作電器控制柜，調整動力裝置的變頻電機的變頻控制器，使變頻電機的輸出轉速經過變速箱減速和傳動箱動力轉化后，通過傳動軸傳遞，傳動軸上設置有錐齒輪副，使動力變向從而分別驅動三個輥壓床頭主軸，同時保證了三個輥壓床頭主軸在一定的相同速度下轉動，進而帶動三個輥壓模具在需要的相同轉速下同向轉動。
2、輥壓模具的調整調整三個輥壓床頭主軸，分別使三個輥壓模具在沿工件表面等距方向旋轉一定角度，從而使三個輥壓模具構成一套同步無升角輥壓模具，即在保證輥壓模具軸心線與工件軸心線距離不變的條件下，使每個輥壓模具的輥壓刀片的徑向線與工件的表面相垂直，從而使加工的整體環形翅片管為軸向無升角。
3、操縱裝置的手動系統調整調整手動系統的手輪，手輪驅動手輪軸，從而通過齒輪副作用在絲桿上的螺母作上下移動，帶動傳動軸的花鍵在花鍵傳動套內運動，使傳動軸推動輥壓床頭主軸進給到需要的位置，保證所要加工一批工件的要求，然后用鎖緊螺母鎖緊。
4、操縱裝置的液壓系統調整操作電器控制柜，調整液壓系統控制油路，使液壓油通過油道在工件送進時進入無桿腔，推動液壓缸活塞勻速進給，當另件輥壓完畢時，油路進入有桿腔推動活塞快速退回，依次循環。
5、同步送料裝置的送料速度的調整操作電器控制柜，調整同步送料裝置變頻電機的變頻控制器，變頻電機依次驅動減速器、傘齒輪副和送料頭，使送料頭的送料速度與輥壓模具的軸向輥壓輸出工件的速度相等，即達到同步送料。
6、加熱裝置的調整操作電器控制柜，調整電感應加熱器的高頻電源，使其在工件送進的過程中有效加熱，并用溫度測試儀測試控制加熱溫度，使其恒定保持在一個溫度范圍。
7、熱處理裝置的調整操作電器控制柜，調整水冷系統和油冷系統，根據工件加工后的顏色和所需要的工藝要求，選擇水冷或油冷。
由于采用了上述技術方案，本發明具有如下優越性本發明整體環形翅片管，解決了目前由長條形的金屬薄片采用纏繞的方法、嵌入方法、折疊嵌入的方法和嵌入焊接的方法與金屬管焊接在一起形成的螺旋形狀的翅片管，焊縫很容易開裂，容易損壞的問題；解決了翅片管從誕生到現在一直存在影響熱傳導效率的關健間隙阻問題，加之環形翅片管空氣流暢，大大地提高了熱傳導效率；由于本發明采用了一整體擠壓成型加工工藝，工藝簡單，操作方便，產品質量提高，成品率高，節約了人力和物力，降低了生產成本。
本發明產品美觀大方，精度高，大大地提高了使用壽命；開創了環形翅片生產的新的先例，圖面說明
圖1是整體環形翅片管的加工設備結構原理示意圖圖2是整體環形翅片管的加工設備的結構原理側視圖圖中1-驅動電機；2-聯軸器；3-減速機構；4-齒輪副；5、6-離合器；7-復合錐齒輪；8、9、10-傳動軸；11、12-齒輪副；13、14-傳動軸；15、16、17-齒輪副；18、19、20-輥壓床頭主軸；21-傳動套；22-花鍵；23-花鍵軸；24-花鍵傳動套；25-六方體；26-手輪；27-手輪軸；28-鎖緊螺母；29-齒輪副；30-絲桿；31-螺母；32-立柱；33-變頻電機；34-送料導軌；35-導軌支架；36-送料頭；37-導軌法蘭；38-電感應加熱器；39-溫度測試儀；40-冷卻水管路；41-輥壓基體；42-輥壓刀片；43-鍵槽；44-輥壓模具；45-液壓缸；46-液壓推進座。
具體實施例1如圖1、2所示，所述的整體環形翅片管的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置，主要由驅動電機1通過聯軸器2將動力傳輸給減速機構3，減速機構的動力輸出軸與齒輪副4相連，齒輪副4的輸出軸連接一離合器5，離合器6軸的另一端上固定安裝一復合錐齒輪7；復合錐齒輪7的左、中、右三個錐齒輪分別安裝在傳動軸8、9、10上，其中左、右兩錐齒輪傳動軸8、10的另一端分別固定連接齒輪副11、12，兩齒輪副的低級錐齒輪分別安裝在傳動軸13、14上，傳動軸13、14又各連接另外兩齒輪副15、16；其中間錐齒輪傳動軸9的另一端也連接一齒輪副17；齒輪副15、16、17的低級錐齒輪分別安裝在三個輥壓床頭主軸18、19、20上，三個輥壓床頭主軸呈120度夾角分布；其多工位互控翅片管輥壓裝置中的傳動軸8、10上安裝有傳動套21，傳動軸9、13、14上安裝有花鍵22、花鍵軸23和花鍵傳動套24；其操縱裝置的手動系統和液壓系統安裝在六方體25上，手動系統由手輪26、手輪軸27、鎖緊螺母28、齒輪副29、絲桿30和螺母31組成，手輪26、鎖緊螺母28和齒輪副29的小齒輪安裝在手輪軸27上，齒輪副29的大齒輪內孔加工有螺紋(即構成螺母結構)，大齒輪安裝在絲桿30上，并與25固定連接；液壓系統由液壓缸45、液壓推進座46和油路組成，液壓缸缸體位于六方體25內，液壓缸活塞位于液壓缸體內，活塞桿即絲桿30，活塞桿外端的齒輪副29的大齒輪與油缸蓋有30毫米距離，液壓推進座46與六方體25滑動連接，液壓推進座46下部連接有三個導向立柱32，油道位于活塞桿內，并分別與缸體內有桿腔和無桿腔連通；其同步送料裝置由變頻電機33、送料導軌34、導軌支架35、送料頭36、導軌法蘭、減速器和錐形齒輪副構成，變頻電機安裝在送料導軌上，變頻電機的動力輸出軸與送料導軌的驅動件傳動連接，送料導軌安裝在導軌支架上，導軌支架與地面固定連接，送料頭滑動連接在送料導軌上，導軌法蘭與加熱裝置相連接；其高頻加熱裝置由電感應加熱器38、溫度測試儀39和冷卻水管路40組成，電感應加熱器38內有高頻電源，高頻電源安裝在原料的表面，溫度測試儀39安裝在加熱裝置的外殼上，冷卻水管路40和電感應加熱器管口連接，冷卻水流過電感應加熱器內腔冷卻降溫；其冷卻熱處理裝置由水冷系統和油冷系統組成，水冷系統和油冷系統采用水或油直接與加工過的工件接觸，進行冷卻和熱處理。其電器控制裝置由動力裝置控制系統、操縱裝置油路控制系統、同步送料裝置控制系統和加熱裝置溫度控制系統組成，其各部分控制通過電器或電子元件接入電器控制柜統一控制。
其多工位互控翅片管輥壓裝置的三個輥壓床頭主軸安裝有三個結構相同的輥壓模具44，三個輥壓模具的基體、刀片為一整體結構，主要有輥壓基體41和輥壓刀片42組成，輥壓基體41為圓柱形，并加工有安裝通孔，安裝通孔的表面加工有兩個間隔180度的徑向安裝鍵槽43，輥壓刀片由四組截面形狀和高度不相等的刀片組成，每組刀片沿高度順序依次按右旋方向呈螺旋線分布于輥壓基體41的外表面，且每組刀片之間有圓滑過渡區，其中每兩個刀片中心線距離相等。
操作電器控制柜，調整多工位互控翅片管輥壓裝置的驅動電機的變頻控制器，使驅動電機1的輸出轉速經過減速機構3減速和傳動箱動力轉化后，通過傳動軸傳遞，傳動軸上設置有錐齒輪副，錐齒輪副使動力變向從而分別驅動三個輥壓床頭主軸18、19、20，同時保證了三個輥壓床頭主軸在一定的相同速度下轉動，進而帶動三個輥壓模具44在需要的相同轉速下同向轉動。
多工位互控翅片管輥壓裝置的輥壓模具的調整調整三個輥壓床頭主軸18、19、20，分別使三個輥壓模具44在沿工件表面等距方向旋轉一定角度，從而使三個輥壓模具構成一套同步無升角輥壓模具，即在保證輥壓模具軸心線與工件軸心線距離不變的條件下，使每個輥壓模具的輥壓刀片42的徑向線與工件的表面相垂直，從而使加工的整體環形翅片管為軸向無升角。
操縱裝置的手動系統調整調整手動系統的手輪26，手輪驅動手輪軸27，從而通過齒輪副29，使連結在絲桿30上的螺母31作上下移動，帶動傳動軸9、13、14的花鍵22在花鍵傳動套24內運動，傳動軸9、13、14推動輥壓床頭主軸18、19、20進給到需要的位置，保證所要加工一批工件的要求，然后用鎖緊螺母28鎖緊。
操縱裝置的液壓系統調整；操作電器控制柜，調整液壓系統控制油路，使液壓油通過油道在工件送進時進入無桿腔，推動液壓缸45活塞作勻速進給，當零件輥壓完畢時，油路進入有桿腔，推動液壓缸活塞快速退回，依次循環。
同步送料裝置的送料速度的調整操作電器控制柜，調整同步送料裝置變頻電機33的變頻控制器，變頻電機33的輸出轉速驅動送料導軌34，使送料導軌34的送料速度與輥壓模具44的軸向輥壓輸出工件的速度相等，即達到同步送料。
加熱裝置的調整操作電器控制柜，調整電感應加熱器的高頻電源，使其在工件送進的過程中有效加熱，并用溫度測試儀39測試溫度，如果合適，直接送入輥壓裝置加工，如果偏高，可用溫度調整水管40進行溫度調整，使其達到需要溫度。
熱處理裝置的調整操作電器控制柜，調整水冷系統和油冷系統，根據工件加工后的顏色和所需要的工藝要求，選擇水冷或油冷。
權利要求
1.一種整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，主要由多工位互控翅片管輥壓裝置，操縱裝置，同步送料裝置，高頻加熱裝置，冷卻熱處理裝置及電器控制裝置組合裝配而成；啟動送料電機通過減速機構、錐齒輪副帶動送料頭使坯料進給，通過高頻加熱器對管狀坯料表面加熱處理，經加熱處理后的管狀坯料進入多工位互控翅片管輥壓裝置，送入無升角輥壓模具，對管狀坯料輥壓成型為整體翅片管，然后對其經冷卻處理裝置冷卻降溫，再經熱處理裝置進行熱處理。
2.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置，主要由驅動電機(1)聯軸器(2)將動力傳輸給減速機構(3)，減速機構的動力輸出軸與齒輪副(4)相連，齒輪副的輸出軸連接一離合器(5)，該離合器另一端軸上固定安裝一復合錐齒輪(7)；復合錐齒輪的左、中、右三個錐齒輪分別安裝在傳動軸(8)、(9)、(10)上，其中左、右兩錐齒輪傳動軸的另一端分別固定并通過傳動套連接齒輪副(11)、(12)，兩齒輪副的低級錐齒輪分別安裝在傳動軸(13)、(14)上，傳動軸又各連接另外兩齒輪副(15)、(16)；其中間錐齒輪傳動軸(9)的另一端也連接一齒輪副(17)；三個齒輪副的低級錐齒輪分別安裝在三個輥壓床頭主軸(18)、(19)、(20)上，三個輥壓床頭主軸呈120度夾角分布。
3.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置中的傳動，(8)、(10)上安裝有傳動套(21)，傳動軸(19)、(13)、(14)上安裝有花鍵(22)，花鍵傳動套(24)和花鍵軸(23)。
4.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其多工位互控翅片管輥壓裝置的三個輥壓床頭主軸安裝有三個結構相同的輥壓模具(44)，三個輥壓模具為整體形結構，其輥壓基體(41)和輥壓刀片(42)為一整體結構，輥壓基體為圓柱形，并加工有安裝通孔，安裝通孔的表面加工有兩個間隔180度的軸向安裝鍵槽(43)，輥壓刀片由四組截面形狀和高度不相等的刀片組成，每組刀片沿高度順序依次按右旋方向呈螺旋線分布于輥壓基體的外表面，且每組刀片之間有圓滑過渡區，其中每兩個刀片中心線距離相等。
5.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其操縱裝置由手動系統和液壓系統構成，手動系統和液壓系統安裝在六方體(25)上，手動系統由手輪(26)、手輪軸(27)、鎖緊螺母(28)、齒輪和絲桿(30)螺母(31)組成，手輪、鎖緊螺母和小齒輪安裝在手輪軸上；小齒輪與大齒輪構成齒輪副，大齒輪內孔加工有螺紋，即構成螺母結構，大齒輪安裝在絲桿上，絲桿固定在六方體上；液壓系統由液壓缸(45)、液壓推進座(46)和油道組成，缸體位于六方體內，液壓缸活塞位于液壓缸體內，活塞桿即絲桿；活塞桿外端的大齒輪與油缸蓋有30毫米距離；液壓推進座與六方體滑動連接，液壓推進座下部連接有三個導向立柱，油道位于活塞桿內，并分別與缸體內有桿腔和無桿腔連通。
6.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其同步送料裝置由變頻電機(33)、送料導軌(34)、導軌支架(35)、送料頭(36)、導軌法蘭(37)、減速器和錐形齒輪副構成，變頻電機安裝在送料導軌上，變頻電機的動力輸出軸與送料導軌的驅動件傳動連接，送料導軌安裝在導軌支架上，導軌支架與地面固定連接，送料頭滑動連接在送料導軌上，導軌法蘭與加熱裝置相連接。
7.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其高頻加熱裝置由電感應加熱器(38)、溫度測試儀(39)和冷卻水管路組成，電感應加熱器內有高頻電源，高頻電源安裝在原料的表面，溫度測試儀安裝在加熱裝置的外殼上，冷卻水管路和電感應加熱器管口連接，冷卻水流過電感應加熱器內腔冷卻降溫。
8.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其熱處理裝置由水冷系統和油冷系統組成，水冷系統和油冷系統采用水或油直接與加工過的工件接觸。
9.如權利要求1所述的整體環形翅片管的加工設備，其特征在于所述的加工設備，其電器控制裝置由動力裝置控制系統、操縱裝置油路控制系統、同步送料裝置控制系統和加熱裝置溫度控制系統組成，其各部分控制通過電器或電子元件接入電器控制柜統一控制。
10.一種采用整體環形翅片管設備加工整體環形翅片管的工藝步驟為1)、動力傳動的調整操作電器控制柜，調整動力裝置的變頻電機的變頻控制器，使變頻電機的輸出轉速經過變速箱減速和傳動箱動力轉化后，通過傳動軸傳遞，傳動軸上設置有錐齒輪副，使動力變向從而分別驅動三個輥壓床頭主軸，同時保證了三個輥壓床頭主軸在一定的相同速度下轉動，進而帶動三個輥壓模具在需要的相同轉速下同向轉動；2)、輥壓模具的調整調整三個輥壓床頭主軸，分別使三個輥壓模具在沿工件表面等距方向旋轉一定角度，從而使三個輥壓模具構成一套同步無升角輥壓模具，即在保證輥壓模具軸心線與工件軸心線距離不變的條件下，使每個輥壓模具的輥壓刀片的徑向線與工件的表面相垂直，從而使加工的整體環形翅片管為軸向無升角；3)、操縱裝置的手動系統調整調整手動系統的手輪，手輪驅動手輪軸，從而通過齒輪副作用在絲桿上的螺母作上下移動，帶動傳動軸的花鍵在花鍵傳動套內運動，使傳動軸推動輥壓床頭主軸進給到需要的位置，保證所要加工一批工件的要求，然后用鎖緊螺母鎖緊；4)、操縱裝置的液壓系統調整操作電器控制柜，調整液壓系統控制油路，使液壓油通過油道在工件送進時進入無桿腔，推動液壓缸活塞勻速進給，當另件輥壓完畢時，油路進入有桿腔推動活塞快速退回，依次循環；5)、同步送料裝置的送料速度的調整操作電器控制柜，調整同步送料裝置變頻電機的變頻控制器，變頻電機依次驅動減速器、傘齒輪副和送料頭，使送料頭的送料速度與輥壓模具的軸向輥壓輸出工件的速度相等，即達到同步送料；6)、加熱裝置的調整操作電器控制柜，調整電感應加熱器的高頻電源，使其在工件送進的過程中有效加熱，并用溫度測試儀測試控制加熱溫度，使其恒定保持在一個溫度范圍；7)、熱處理裝置的調整操作電器控制柜，調整水冷系統和油冷系統，根據工件加工后的顏色和所需要的工藝要求，選擇水冷或油冷。
全文摘要
一種整體環形翅片管的加工設備及工藝方法，主要由多工位互控翅片管輥壓裝置，操縱裝置，同步送料裝置，高頻加熱裝置，冷卻熱處理裝置及電器控制裝置組合裝配而成；啟動送料電機通過減速機構、錐齒輪副帶動送料頭使坯料進給，通過高頻加熱器對管狀坯料表面加熱處理，經加熱處理后的管狀坯料進入多工位互控翅片管輥壓裝置，送入無升角輥壓模具，對管狀坯料輥壓成型為整體翅片管，然后對其經冷卻處理裝置冷卻降溫，再經熱處理裝置進行熱處理。采用高溫輥壓的方法生產整體環形翅片管，產品質量好，加工工藝簡單，操作方便。
文檔編號B23P15/26GK1919489SQ200510017919
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月23日 優先權日2005年8月23日
發明者余金盤, 余力 申請人:余金盤