專利名稱：一種整體螺旋翅片管輥軋刀具及整體螺旋翅片管輥軋機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械加工技術領域，具體涉及一種整體螺旋翅片管輥軋刀具及整體 螺旋翅片管輥軋機。
背景技術：
翅片管作為換熱、散熱元件在石油、化工、制冷、冶金等眾多行業(yè)中廣泛應 用。翅片管主要是通過增加熱傳導的面積來提高熱交換效率，現有的翅片管通常都做成 螺旋形，它可以由長條形的、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而制成。這種方法沒有很好地消除 兩體結合處的間隙，此間隙是阻礙熱交換的關鍵，因此這種方法生產的翅片管其熱交換 效率一直偏低，加之無法克服纏繞應力和兩體的熱膨脹系數不同導致間隙逐漸增大直至 兩體分離，因而翅片管的使用壽命也短。采用嵌入焊接的方法，使用鈦粉埋焊雖然比高 頻焊更好，但成本高昂，工藝復雜，同時間隙阻的問題依然存在。
整體螺旋翅片管是直接在金屬管件表面軋制螺旋翅片，翅片本身就是金屬管的 一部分，不存在焊接和間隙的問題，因而這種翅片管越來越受到人們的青睞?，F有技 術中，整體翅片管的生產常采用三輥旋軋技術，其原理如圖1所示。制造過程中，管坯 (1’ )在軋刀O’)的帶動下邊旋轉邊前進，軋刀上的刀片(3’ )之間的槽與芯棒G’ ) 組成的孔型使管坯(1’)逐漸加工成翅片管(5’)。該變形過程的特點為周期性反復 加工和變形集中于表面。軋件( 即管坯)上任一點金屬每旋轉一周與三個軋刀各接觸一 次，即每旋轉一周經受軋刀的三次加工，因此能獲得很大的變形量。并且管坯徑向受到 壓縮時，金屬受軋刀形狀的限制，向軸向流動困難，被迫向軋刀的刀片部分徑向流動， 使翅片增高，從而形成翅片管。
現有技術的整體螺旋翅片管加工用軋刀通常是采用多個可分拆的圓環(huán)形刀片 (3’ )套裝在軋刀的主軸(6’ )上，刀片(3’ )與刀片(3’ )之間用定位件(7’ )固定 且刀片(3’)垂直于主軸(6’ )的軸心線平行排列。整體螺旋翅片管在加工過程中，管 坯一方面要受軋刀的軸向力帶動向前移動，一方面須受軋刀的徑向擠壓使管坯表面的翅 片增高。因此軋刀與管坯的軸心線之間并非平行關系，而是互相呈一定角度。也正因如 此，軋刀在使用過程中受軸向力較大，若選擇硬質刀具則極易碎裂，而選擇較軟的刀具 不僅加工效果欠佳而且軋刀的使用壽命也很短。另外，三個軋刀之間的角度需根據加工 管坯的工藝要求反復調試，費時費工。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足提供一種改進的整體螺旋翅 片管輥軋刀具，該刀具可采用硬度更高的材料制成，使用壽命更長。
本發(fā)明同時還要提供一種整體螺旋翅片管輥軋機，該輥軋機調試方便，輥軋速 度更快，生產效率更高。
為解決以上技術問題，本發(fā)明采取的技術方案是
一種整體螺旋翅片管輥軋刀具，包括主軸、固定套設在所述主軸外的刀體，所 述刀體具有能夠對金屬進行擠壓使之形成翅片的擠壓部，所述擠壓部呈螺旋狀分布在所 述刀體外表面上，所述主軸以及擠壓部的軸心線方向一致。
優(yōu)選地，所述擠壓部的螺旋升角范圍在0.3° 5°之間。
優(yōu)選地，所述擠壓部的螺旋溝槽的截面形狀為矩形、梯形、V型或U型。
優(yōu)選地，所述擠壓部分為用于切開待加工管坯表面金屬使所述管坯起翅的預成 型區(qū)和用于對起翅后的金屬進一步擠壓使所述管坯成翅的成型區(qū)，所述預成型區(qū)內的擠 壓部的螺旋溝槽的深度向著靠近所述成型區(qū)的方向逐步遞增，所述成型區(qū)內的擠壓部的 螺旋溝槽的深度相同，所述預成型區(qū)內的擠壓部與所述成型區(qū)內的擠壓部之間形成錐角 (β)，且所述錐角(β)范圍在0° 10°之間。
一種整體螺旋翅片管輥軋機，包括機架、安裝在所述機架上呈品字形排列的三 個輥壓刀具、動力機構，各所述輥壓刀具包括由所述動力機構驅動發(fā)生轉動的主軸、固 定套設在所述主軸外的刀體，所述刀體具有能夠對金屬進行擠壓使之形成翅片的擠壓 部，所述擠壓部呈螺旋狀分布在所述刀體外表面上，所述主軸以及擠壓部的軸心線方向 一致，三個所述的輥壓刀具的軸心線相平行。
通過以上技術方案的實施，使本發(fā)明與現有技術相比具有諸多優(yōu)點
本發(fā)明整體螺旋翅片管輥軋刀具所使用的刀體是固定套設在主軸外的，而擠壓 部是根據待加工管坯的工藝要求呈螺旋狀開設在所述刀體外表面的，這使得本發(fā)明輥軋 刀具在使用時不須調整與待加工管坯之間的角度，只需使輥軋刀具與管坯平行即可，這 大大減小了刀具與管坯之間的軸向力，使刀具不易碎裂，因此可使用更為硬質的材料制 造刀具，刀具的使用壽命顯著延長；本發(fā)明整體螺旋翅片管輥軋機采用三個本發(fā)明輥 軋刀具，安裝刀具時可省去多次調試刀具之間以及刀具與待加工管坯之間角度的麻煩， 而又由于刀具與管坯之間的軸向力小，因此可大幅提高輥軋轉速，同時無須經常更換刀 片，省時省工，非常方便，可提高生產效率。


下面結合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明
圖1為現有技術中三輥旋軋整體螺旋翅片管原理圖2為現有技術中整體螺旋翅片管輥軋刀具結構示意圖3為本發(fā)明實施例中整體螺旋翅片管輥軋刀具結構示意圖4為本發(fā)明實施例中三輥旋軋整體螺旋翅片管原理其中1，1，、管坯；2、刀體；2，、軋刀；3、擠壓部；30、預成型區(qū)； 31、成型區(qū)；3，、刀片；4，4，、芯棒；5，5，、翅片管；6，6，、主軸；7、輥軋刀 具；7’、固定件。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。
實施例1
如圖3所示，按照本實施例的整體螺旋翅片管輥軋刀具包括主軸6、固定套設在 主軸6外的刀體2，所述刀體2具有能夠對金屬進行擠壓使之形成翅片的擠壓部3，所述 擠壓部3呈螺旋狀分布在刀體2外表面上，主軸6以及擠壓部3的軸心線方向一致。
本實施例中，擠壓部3的螺旋溝槽的截面形狀為矩形，擠壓部3的螺旋升角α 為 1.4°。
按照本實施例，擠壓部3分為用于切開待加工管坯1表面金屬使所述管坯1起翅 的預成型區(qū)30和用于對起翅后的金屬進一步擠壓使管坯1成翅的成型區(qū)31，所述預成型 區(qū)30內的擠壓部3的螺旋溝槽的深度向著靠近成型區(qū)31的方向逐步遞增，成型區(qū)31內 的擠壓部的螺旋溝槽的深度相同，均為1.2mm，預成型區(qū)30內的擠壓部3與成型區(qū)31內 的擠壓部3之間形成錐角β，β為4°。
本實施例輥軋刀具采用淬火鋼制成，其熱處理硬度大于HRC 60，適合加工銅翅片管。
實施例2
本實施例提供一種整體螺旋翅片管三輥輥軋機，包括機架、安裝在所述機架上 呈品字形排列的三個輥壓刀具7、動力機構，所述輥軋刀具7為實施例1中提供的整體螺 旋翅片管輥軋刀具。輥壓刀具7的主軸6由所述動力機構驅動發(fā)生同向同速轉動，三個 輥壓刀具7的軸心線相平行。
如圖3和4所示，使用本實施例輥軋機加工管坯1時，先將管坯1套在芯棒4 上，管坯1在輥軋刀具7的帶動下邊旋轉邊前進，且管坯1、芯棒4以及輥軋刀具7的軸 心線方向一致。加工時，管坯1首先經過刀體2上預成型區(qū)30的擠壓部3的擠壓起翅， 再經過成型區(qū)31的擠壓部3的進一步擠壓成翅，最后加工成翅片管5。
本實施例輥軋機工作時，軋輥轉速設置為1000轉/分鐘，加工翅片管的生產效 率比普通三輥機提高三倍以上。
本實施輥軋機的輥軋刀具平均可使用大于600小時，而一般刀具在使用不大于 60小時后就需要更換刀具。
以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解 本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據本發(fā)明的精神實 質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。權利要求
1.一種整體螺旋翅片管輥軋刀具，包括主軸(6)、固定設置在所述主軸(6)外的刀體 (2)，所述刀體(2)具有能夠對金屬進行擠壓使之形成翅片的擠壓部(3)，其特征在于 所述刀體(2)套設在所述主軸(6)外，所述擠壓部(3)呈螺旋狀分布在所述刀體(2)外表 面上，所述主軸(6)以及擠壓部(3)的軸心線方向一致。
2.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于所述擠壓部(3)的螺旋升角(α)范圍 在0.3° 5°之間。
3.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于所述擠壓部(3)的螺旋溝槽的截面形狀 為矩形、梯形、V型或U型。
4.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于所述擠壓部(3)分為用于切開待加工管 坯(1)表面金屬使所述管坯(1)起翅的預成型區(qū)(30)和用于對起翅后的金屬進一步擠壓 使所述管坯(1)成翅的成型區(qū)(31)，所述預成型區(qū)(30)內的擠壓部(3)的螺旋溝槽的深 度向著靠近所述成型區(qū)(31)的方向逐步遞增，所述成型區(qū)(31)內的擠壓部的螺旋溝槽的 深度相同，所述預成型區(qū)(30)內的擠壓部(3)與所述成型區(qū)(31)內的擠壓部(3)之間形 成錐角(β)，且所述錐角(β)范圍在0° 10°之間。
5.—種整體螺旋翅片管輥軋機，包括機架、安裝在所述機架上呈品字形排列的三個 輥壓刀具(7)、動力機構，各所述輥壓刀具(7)包括由所述動力機構驅動發(fā)生轉動的主軸 (6)、固定設置在所述主軸(6)外的刀體(2)，所述刀體(2)具有能夠對金屬進行擠壓使之 形成翅片的擠壓部(3)，其特征在于所述刀體(2)是套設在所述主軸(6)外的，所述擠 壓部(3)呈螺旋狀分布在所述刀體(2)外表面上，所述主軸(6)以及擠壓部(3)的軸心線 方向一致，三個所述的輥壓刀具(7)的軸心線相平行。
6.根據權利要求5所述的輥軋機，其特征在于所述擠壓部(3)的螺旋升角(α)范 圍在0.3° 5°之間。
7.根據權利要求5所述的輥軋機，其特征在于所述擠壓部(3)的螺旋溝槽的截面形 狀為矩形、梯形、V型或U型。
8.根據權利要求5所述的輥軋機，其特征在于所述擠壓部(3)分為用于切開待加工 管坯(1)表面金屬使所述管坯(1)起翅的預成型區(qū)(30)和用于對起翅后的金屬進一步擠 壓使所述管坯(1)成翅的成型區(qū)(31)，所述預成型區(qū)(30)內的擠壓部(3)的螺旋溝槽的 深度向著靠近所述成型區(qū)(31)的方向逐步遞增，所述成型區(qū)(31)內的擠壓部的螺旋溝槽 的深度相同，所述預成型區(qū)(30)內的擠壓部(3)與所述成型區(qū)(31)內的擠壓部(3)之間 形成錐角(β)，且所述錐角(β)范圍在0° 10°之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整體螺旋翅片管輥軋刀具以及使用該刀具的整體螺旋翅片管輥軋機。傳統(tǒng)的整體螺旋翅片管輥軋刀具是由主軸和套設在主軸外且垂直于主軸軸心線的多組刀片平行排列構成的，使用時需將刀具軸心線與工件軸心線安裝成一定角度來實現翅片管的加工成型，這樣刀具受到的軸向力大，極易損壞。本發(fā)明整體螺旋翅片管輥軋刀具是通過在刀體的外表面上根據待加工工件的工藝要求呈螺旋狀開設擠壓部對金屬進行擠壓使之形成翅片的，刀具在使用時將刀具與管坯平行安裝即可，這大大減小了刀具與管坯之間的軸向力，使刀具不易碎裂，使用壽命顯著延長。而使用本發(fā)明刀具的輥軋機可以大幅提高輥軋轉速，安裝和調試非常方便，省時省工，可提高生產效率。
文檔編號B21D37/00GK102019321SQ20101052422
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者戈明, 賀云坤 申請人:張家港市奮發(fā)機械有限公司