专利名称：一种整体环形翅片管的加工设备及工艺方法
技术领域：
本发明涉及通用热交换或传热设备零部件的加工设备技术领域，尤其是一种整体环形翅片管的加工设备及工艺方法。
背景技术：
目前，生产的翅片管的结构大都是螺旋形状，它是由长条形的，导热性能好的金属薄片采用缠绕的方法、嵌入的方法、折叠嵌入的方法和嵌入焊接的方法与金属管焊接在一起，形成螺旋形状的翅片管，通过增加热传导的面积来提高热交换效率，采用这种方法没有很好地消除两体结合处的间隙，此间隙是阻碍影响热交换的关键，因此其热交换率一直偏低，加之无法克服的缠绕应力和两体的膨胀系数不同导致间隙逐渐增大直至两体分离，因而使用寿命短；采用嵌入焊接的方法，使用鈦粉埋焊虽然比高频焊好，但成本昂贵、工艺复杂，间隙阻的问题依然存在。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种整体环形翅片管的加工设备及工艺方法，其采用多工位互控翅片管加工装置，利用一套同步无升角辊压模具，采用高温辊压的方法生产整体环形翅片管，产品质量好，加工工艺简单，操作方便。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案所述的整体环形翅片管的加工设备，其主要由多工位互控翅片管辊压装置，操纵装置，同步送料装置，高频加热装置，冷却热处理装置及电器控制装置组合装配而成；启动送料电机通过减速器、锥齿轮副带动送料头使坯料进给，通过高频加热器对管状坯料表面加热处理，经加热处理后的管状坯料进入多工位互控翅片管辊压装置，送入无升角辊压模具，对管状坯料辊压成型为整体翅片管，然后对其经冷却处理装置冷却降温，再经热处理装置进行热处理。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置，主要由驱动电机联轴器将动力传输给减速机构，减速机构的动力输出轴与齿轮副相连，齿轮副的输出轴连接一离合器，该离合器另一端轴上固定安装一复合锥齿轮；复合锥齿轮的左、中、右三个锥齿轮分别安装在传动轴上，其中左、右两锥齿轮传动轴的另一端分别固定并通过传动套连接齿轮副，两齿轮副的低级锥齿轮分别安装在传动轴上，传动轴又各连接另外两齿轮副；其中间锥齿轮传动轴的另一端也连接一齿轮副；三个齿轮副的低级锥齿轮分别安装在三个辊压床头主轴上，三个辊压床头主轴呈120度夹角分布。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置中的传动轴上安装有传动套、花键、花键传动套和花键轴。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置的三个辊压床头主轴安装有三个结构相同的辊压模具，三个辊压模具为整体形结构，其辊压基体和辊压刀片为一整体结构，辊压基体为圆柱形，并加工有安装通孔，安装通孔的表面加工有两个间隔180度的轴向安装键槽，辊压刀片由四组截面形状和高度不相等的刀片组成，每组刀片沿高度顺序依次按右旋方向呈螺旋线分布于辊压基体的外表面，且每组刀片之间有圆滑过渡区，其中每两个刀片中心线距离相等。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其操纵装置由手动系统和液压系统构成，手动系统和液压系统安装在六方体上，手动系统由手轮、手轮轴、锁紧螺母、齿轮和丝杆螺母组成，手轮、锁紧螺母和小齿轮安装在手轮轴上；小齿轮与大齿轮构成齿轮副，大齿轮内孔加工有螺纹，即构成螺母结构，大齿轮安装在丝杆上，丝杆固定在六方体上；液压系统由液压缸、液压推进座和油道组成，缸体位于六方体内，液压缸活塞位于液压缸体内，活塞杆即丝杆；活塞杆外端的大齿轮与油缸盖有30毫米距离；液压推进座与六方体滑动连接，液压推进座下部连接有三个导向立柱，油道位于活塞杆内，并分别与缸体内有杆腔和无杆腔连通。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其同步送料装置由变频电机、送料导轨、导轨支架、送料头、导轨法兰、减速器和锥形齿轮副构成，变频电机安装在送料导轨上，变频电机的动力输出轴与送料导轨的驱动件传动连接，送料导轨安装在导轨支架上，导轨支架与地面固定连接，送料头滑动连接在送料导轨上，导轨法兰与加热装置相连接。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其高频加热装置由电感应加热器、温度测试仪和冷却水管路组成，电感应加热器内有高频电源，高频电源安装在原料的表面，温度测试仪安装在加热装置的外壳上，冷却水管路和电感应加热器管口连接，冷却水流过电感应加热器内腔冷却降温。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其热处理装置由水冷系统和油冷系统组成，水冷系统和油冷系统采用水或油直接与加工过的工件接触。
所述的整体环形翅片管的加工设备，其电器控制装置由动力装置控制系统、操纵装置油路控制系统、同步送料装置控制系统和加热装置温度控制系统组成，其各部分控制通过电器或电子元件接入电器控制柜统一控制。
采用整体环形翅片管设备加工整体环形翅片管的工艺步骤为1、动力传动的调整操作电器控制柜，调整动力装置的变频电机的变频控制器，使变频电机的输出转速经过变速箱减速和传动箱动力转化后，通过传动轴传递，传动轴上设置有锥齿轮副，使动力变向从而分别驱动三个辊压床头主轴，同时保证了三个辊压床头主轴在一定的相同速度下转动，进而带动三个辊压模具在需要的相同转速下同向转动。
2、辊压模具的调整调整三个辊压床头主轴，分别使三个辊压模具在沿工件表面等距方向旋转一定角度，从而使三个辊压模具构成一套同步无升角辊压模具，即在保证辊压模具轴心线与工件轴心线距离不变的条件下，使每个辊压模具的辊压刀片的径向线与工件的表面相垂直，从而使加工的整体环形翅片管为轴向无升角。
3、操纵装置的手动系统调整调整手动系统的手轮，手轮驱动手轮轴，从而通过齿轮副作用在丝杆上的螺母作上下移动，带动传动轴的花键在花键传动套内运动，使传动轴推动辊压床头主轴进给到需要的位置，保证所要加工一批工件的要求，然后用锁紧螺母锁紧。
4、操纵装置的液压系统调整操作电器控制柜，调整液压系统控制油路，使液压油通过油道在工件送进时进入无杆腔，推动液压缸活塞匀速进给，当另件辊压完毕时，油路进入有杆腔推动活塞快速退回，依次循环。
5、同步送料装置的送料速度的调整操作电器控制柜，调整同步送料装置变频电机的变频控制器，变频电机依次驱动减速器、伞齿轮副和送料头，使送料头的送料速度与辊压模具的轴向辊压输出工件的速度相等，即达到同步送料。
6、加热装置的调整操作电器控制柜，调整电感应加热器的高频电源，使其在工件送进的过程中有效加热，并用温度测试仪测试控制加热温度，使其恒定保持在一个温度范围。
7、热处理装置的调整操作电器控制柜，调整水冷系统和油冷系统，根据工件加工后的颜色和所需要的工艺要求，选择水冷或油冷。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优越性本发明整体环形翅片管，解决了目前由长条形的金属薄片采用缠绕的方法、嵌入方法、折叠嵌入的方法和嵌入焊接的方法与金属管焊接在一起形成的螺旋形状的翅片管，焊缝很容易开裂，容易损坏的问题；解决了翅片管从诞生到现在一直存在影响热传导效率的关健间隙阻问题，加之环形翅片管空气流畅，大大地提高了热传导效率；由于本发明采用了一整体挤压成型加工工艺，工艺简单，操作方便，产品质量提高，成品率高，节约了人力和物力，降低了生产成本。
本发明产品美观大方，精度高，大大地提高了使用寿命；开创了环形翅片生产的新的先例，图面说明
图1是整体环形翅片管的加工设备结构原理示意图图2是整体环形翅片管的加工设备的结构原理侧视图图中1-驱动电机；2-联轴器；3-减速机构；4-齿轮副；5、6-离合器；7-复合锥齿轮；8、9、10-传动轴；11、12-齿轮副；13、14-传动轴；15、16、17-齿轮副；18、19、20-辊压床头主轴；21-传动套；22-花键；23-花键轴；24-花键传动套；25-六方体；26-手轮；27-手轮轴；28-锁紧螺母；29-齿轮副；30-丝杆；31-螺母；32-立柱；33-变频电机；34-送料导轨；35-导轨支架；36-送料头；37-导轨法兰；38-电感应加热器；39-温度测试仪；40-冷却水管路；41-辊压基体；42-辊压刀片；43-键槽；44-辊压模具；45-液压缸；46-液压推进座。
具体实施例1如图1、2所示，所述的整体环形翅片管的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置，主要由驱动电机1通过联轴器2将动力传输给减速机构3，减速机构的动力输出轴与齿轮副4相连，齿轮副4的输出轴连接一离合器5，离合器6轴的另一端上固定安装一复合锥齿轮7；复合锥齿轮7的左、中、右三个锥齿轮分别安装在传动轴8、9、10上，其中左、右两锥齿轮传动轴8、10的另一端分别固定连接齿轮副11、12，两齿轮副的低级锥齿轮分别安装在传动轴13、14上，传动轴13、14又各连接另外两齿轮副15、16；其中间锥齿轮传动轴9的另一端也连接一齿轮副17；齿轮副15、16、17的低级锥齿轮分别安装在三个辊压床头主轴18、19、20上，三个辊压床头主轴呈120度夹角分布；其多工位互控翅片管辊压装置中的传动轴8、10上安装有传动套21，传动轴9、13、14上安装有花键22、花键轴23和花键传动套24；其操纵装置的手动系统和液压系统安装在六方体25上，手动系统由手轮26、手轮轴27、锁紧螺母28、齿轮副29、丝杆30和螺母31组成，手轮26、锁紧螺母28和齿轮副29的小齿轮安装在手轮轴27上，齿轮副29的大齿轮内孔加工有螺纹(即构成螺母结构)，大齿轮安装在丝杆30上，并与25固定连接；液压系统由液压缸45、液压推进座46和油路组成，液压缸缸体位于六方体25内，液压缸活塞位于液压缸体内，活塞杆即丝杆30，活塞杆外端的齿轮副29的大齿轮与油缸盖有30毫米距离，液压推进座46与六方体25滑动连接，液压推进座46下部连接有三个导向立柱32，油道位于活塞杆内，并分别与缸体内有杆腔和无杆腔连通；其同步送料装置由变频电机33、送料导轨34、导轨支架35、送料头36、导轨法兰、减速器和锥形齿轮副构成，变频电机安装在送料导轨上，变频电机的动力输出轴与送料导轨的驱动件传动连接，送料导轨安装在导轨支架上，导轨支架与地面固定连接，送料头滑动连接在送料导轨上，导轨法兰与加热装置相连接；其高频加热装置由电感应加热器38、温度测试仪39和冷却水管路40组成，电感应加热器38内有高频电源，高频电源安装在原料的表面，温度测试仪39安装在加热装置的外壳上，冷却水管路40和电感应加热器管口连接，冷却水流过电感应加热器内腔冷却降温；其冷却热处理装置由水冷系统和油冷系统组成，水冷系统和油冷系统采用水或油直接与加工过的工件接触，进行冷却和热处理。其电器控制装置由动力装置控制系统、操纵装置油路控制系统、同步送料装置控制系统和加热装置温度控制系统组成，其各部分控制通过电器或电子元件接入电器控制柜统一控制。
其多工位互控翅片管辊压装置的三个辊压床头主轴安装有三个结构相同的辊压模具44，三个辊压模具的基体、刀片为一整体结构，主要有辊压基体41和辊压刀片42组成，辊压基体41为圆柱形，并加工有安装通孔，安装通孔的表面加工有两个间隔180度的径向安装键槽43，辊压刀片由四组截面形状和高度不相等的刀片组成，每组刀片沿高度顺序依次按右旋方向呈螺旋线分布于辊压基体41的外表面，且每组刀片之间有圆滑过渡区，其中每两个刀片中心线距离相等。
操作电器控制柜，调整多工位互控翅片管辊压装置的驱动电机的变频控制器，使驱动电机1的输出转速经过减速机构3减速和传动箱动力转化后，通过传动轴传递，传动轴上设置有锥齿轮副，锥齿轮副使动力变向从而分别驱动三个辊压床头主轴18、19、20，同时保证了三个辊压床头主轴在一定的相同速度下转动，进而带动三个辊压模具44在需要的相同转速下同向转动。
多工位互控翅片管辊压装置的辊压模具的调整调整三个辊压床头主轴18、19、20，分别使三个辊压模具44在沿工件表面等距方向旋转一定角度，从而使三个辊压模具构成一套同步无升角辊压模具，即在保证辊压模具轴心线与工件轴心线距离不变的条件下，使每个辊压模具的辊压刀片42的径向线与工件的表面相垂直，从而使加工的整体环形翅片管为轴向无升角。
操纵装置的手动系统调整调整手动系统的手轮26，手轮驱动手轮轴27，从而通过齿轮副29，使连结在丝杆30上的螺母31作上下移动，带动传动轴9、13、14的花键22在花键传动套24内运动，传动轴9、13、14推动辊压床头主轴18、19、20进给到需要的位置，保证所要加工一批工件的要求，然后用锁紧螺母28锁紧。
操纵装置的液压系统调整；操作电器控制柜，调整液压系统控制油路，使液压油通过油道在工件送进时进入无杆腔，推动液压缸45活塞作匀速进给，当零件辊压完毕时，油路进入有杆腔，推动液压缸活塞快速退回，依次循环。
同步送料装置的送料速度的调整操作电器控制柜，调整同步送料装置变频电机33的变频控制器，变频电机33的输出转速驱动送料导轨34，使送料导轨34的送料速度与辊压模具44的轴向辊压输出工件的速度相等，即达到同步送料。
加热装置的调整操作电器控制柜，调整电感应加热器的高频电源，使其在工件送进的过程中有效加热，并用温度测试仪39测试温度，如果合适，直接送入辊压装置加工，如果偏高，可用温度调整水管40进行温度调整，使其达到需要温度。
热处理装置的调整操作电器控制柜，调整水冷系统和油冷系统，根据工件加工后的颜色和所需要的工艺要求，选择水冷或油冷。
权利要求
1.一种整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，主要由多工位互控翅片管辊压装置，操纵装置，同步送料装置，高频加热装置，冷却热处理装置及电器控制装置组合装配而成；启动送料电机通过减速机构、锥齿轮副带动送料头使坯料进给，通过高频加热器对管状坯料表面加热处理，经加热处理后的管状坯料进入多工位互控翅片管辊压装置，送入无升角辊压模具，对管状坯料辊压成型为整体翅片管，然后对其经冷却处理装置冷却降温，再经热处理装置进行热处理。
2.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置，主要由驱动电机(1)联轴器(2)将动力传输给减速机构(3)，减速机构的动力输出轴与齿轮副(4)相连，齿轮副的输出轴连接一离合器(5)，该离合器另一端轴上固定安装一复合锥齿轮(7)；复合锥齿轮的左、中、右三个锥齿轮分别安装在传动轴(8)、(9)、(10)上，其中左、右两锥齿轮传动轴的另一端分别固定并通过传动套连接齿轮副(11)、(12)，两齿轮副的低级锥齿轮分别安装在传动轴(13)、(14)上，传动轴又各连接另外两齿轮副(15)、(16)；其中间锥齿轮传动轴(9)的另一端也连接一齿轮副(17)；三个齿轮副的低级锥齿轮分别安装在三个辊压床头主轴(18)、(19)、(20)上，三个辊压床头主轴呈120度夹角分布。
3.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置中的传动，(8)、(10)上安装有传动套(21)，传动轴(19)、(13)、(14)上安装有花键(22)，花键传动套(24)和花键轴(23)。
4.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其多工位互控翅片管辊压装置的三个辊压床头主轴安装有三个结构相同的辊压模具(44)，三个辊压模具为整体形结构，其辊压基体(41)和辊压刀片(42)为一整体结构，辊压基体为圆柱形，并加工有安装通孔，安装通孔的表面加工有两个间隔180度的轴向安装键槽(43)，辊压刀片由四组截面形状和高度不相等的刀片组成，每组刀片沿高度顺序依次按右旋方向呈螺旋线分布于辊压基体的外表面，且每组刀片之间有圆滑过渡区，其中每两个刀片中心线距离相等。
5.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其操纵装置由手动系统和液压系统构成，手动系统和液压系统安装在六方体(25)上，手动系统由手轮(26)、手轮轴(27)、锁紧螺母(28)、齿轮和丝杆(30)螺母(31)组成，手轮、锁紧螺母和小齿轮安装在手轮轴上；小齿轮与大齿轮构成齿轮副，大齿轮内孔加工有螺纹，即构成螺母结构，大齿轮安装在丝杆上，丝杆固定在六方体上；液压系统由液压缸(45)、液压推进座(46)和油道组成，缸体位于六方体内，液压缸活塞位于液压缸体内，活塞杆即丝杆；活塞杆外端的大齿轮与油缸盖有30毫米距离；液压推进座与六方体滑动连接，液压推进座下部连接有三个导向立柱，油道位于活塞杆内，并分别与缸体内有杆腔和无杆腔连通。
6.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其同步送料装置由变频电机(33)、送料导轨(34)、导轨支架(35)、送料头(36)、导轨法兰(37)、减速器和锥形齿轮副构成，变频电机安装在送料导轨上，变频电机的动力输出轴与送料导轨的驱动件传动连接，送料导轨安装在导轨支架上，导轨支架与地面固定连接，送料头滑动连接在送料导轨上，导轨法兰与加热装置相连接。
7.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其高频加热装置由电感应加热器(38)、温度测试仪(39)和冷却水管路组成，电感应加热器内有高频电源，高频电源安装在原料的表面，温度测试仪安装在加热装置的外壳上，冷却水管路和电感应加热器管口连接，冷却水流过电感应加热器内腔冷却降温。
8.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其热处理装置由水冷系统和油冷系统组成，水冷系统和油冷系统采用水或油直接与加工过的工件接触。
9.如权利要求1所述的整体环形翅片管的加工设备，其特征在于所述的加工设备，其电器控制装置由动力装置控制系统、操纵装置油路控制系统、同步送料装置控制系统和加热装置温度控制系统组成，其各部分控制通过电器或电子元件接入电器控制柜统一控制。
10.一种采用整体环形翅片管设备加工整体环形翅片管的工艺步骤为1)、动力传动的调整操作电器控制柜，调整动力装置的变频电机的变频控制器，使变频电机的输出转速经过变速箱减速和传动箱动力转化后，通过传动轴传递，传动轴上设置有锥齿轮副，使动力变向从而分别驱动三个辊压床头主轴，同时保证了三个辊压床头主轴在一定的相同速度下转动，进而带动三个辊压模具在需要的相同转速下同向转动；2)、辊压模具的调整调整三个辊压床头主轴，分别使三个辊压模具在沿工件表面等距方向旋转一定角度，从而使三个辊压模具构成一套同步无升角辊压模具，即在保证辊压模具轴心线与工件轴心线距离不变的条件下，使每个辊压模具的辊压刀片的径向线与工件的表面相垂直，从而使加工的整体环形翅片管为轴向无升角；3)、操纵装置的手动系统调整调整手动系统的手轮，手轮驱动手轮轴，从而通过齿轮副作用在丝杆上的螺母作上下移动，带动传动轴的花键在花键传动套内运动，使传动轴推动辊压床头主轴进给到需要的位置，保证所要加工一批工件的要求，然后用锁紧螺母锁紧；4)、操纵装置的液压系统调整操作电器控制柜，调整液压系统控制油路，使液压油通过油道在工件送进时进入无杆腔，推动液压缸活塞匀速进给，当另件辊压完毕时，油路进入有杆腔推动活塞快速退回，依次循环；5)、同步送料装置的送料速度的调整操作电器控制柜，调整同步送料装置变频电机的变频控制器，变频电机依次驱动减速器、伞齿轮副和送料头，使送料头的送料速度与辊压模具的轴向辊压输出工件的速度相等，即达到同步送料；6)、加热装置的调整操作电器控制柜，调整电感应加热器的高频电源，使其在工件送进的过程中有效加热，并用温度测试仪测试控制加热温度，使其恒定保持在一个温度范围；7)、热处理装置的调整操作电器控制柜，调整水冷系统和油冷系统，根据工件加工后的颜色和所需要的工艺要求，选择水冷或油冷。
全文摘要
一种整体环形翅片管的加工设备及工艺方法，主要由多工位互控翅片管辊压装置，操纵装置，同步送料装置，高频加热装置，冷却热处理装置及电器控制装置组合装配而成；启动送料电机通过减速机构、锥齿轮副带动送料头使坯料进给，通过高频加热器对管状坯料表面加热处理，经加热处理后的管状坯料进入多工位互控翅片管辊压装置，送入无升角辊压模具，对管状坯料辊压成型为整体翅片管，然后对其经冷却处理装置冷却降温，再经热处理装置进行热处理。采用高温辊压的方法生产整体环形翅片管，产品质量好，加工工艺简单，操作方便。
文档编号B23P15/26GK1919489SQ200510017919
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月23日 优先权日2005年8月23日
发明者余金盘, 余力 申请人:余金盘