一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种圆筒形构件的加工方法，尤其是涉及一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法。
【背景技术】
[0002]圆筒形构件通常通常被广泛地用作电机壳体和容器。为了在实际使用中提高构件的冷却和加热效果，人们在构件上设置了不同方式的冷却和加热结构。其中的一种方式就是通过螺旋卷绕将铝型材管卷绕成多个并列的环形构件并通过焊接将环形构件固定连接在一起构成圆筒形构件。但目前的加工方法存在以下缺陷:一是加工过程中内外径的精度无法控制，误差大;二是工序复杂，焊接深度不够，焊接强度低;三是加工速度慢，加工成本尚ο
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效控制加工精度、工序简单、加工速度快且焊接强度高的基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，包括将铝型材管卷绕成环形构件和同步对相邻的环形构件进行焊接，具体加工步骤如下:将铝型材管的起始端固定在卷模上，由转轴带动卷模旋转对铝型材管进行螺旋卷绕，在所述的卷模旁设置径向压紧装置、轴向压紧装置和摩擦头，所述的径向压紧装置使螺旋卷绕后的环形构件贴紧在所述的卷模上，所述的轴向压紧装置在铝型材管螺旋卷绕过程中始终使相邻的环形构件相互轴向压紧，所述的摩擦头中心与所述的轴向压紧装置边缘的距离为铝型材管的轴向宽度，当卷模旋转时，所述的摩擦头和所述的轴向压紧装置以相应的速度沿轴向同步移动，所述的摩擦头径向插入相邻的环形构件之间的接缝处旋转，所述的摩擦头的中心位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点的后方，所述的摩擦头的旋转速度足以使所述的摩擦头周围的铝材塑化。
[0005]所述的摩擦头的中心位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点的后方3?10毫米。
[0006]所述的摩擦头之后设置有冷却装置对加工后的环形构件进行浸入式冷却。
[0007]卷模上设置有螺旋导向模头，所述的铝型材管的起始端固定在所述的螺旋导向模头上。
[0008]所述的摩擦头包括旋转柱体和摩擦凸尖，所述的旋转柱体与旋转驱动机构连接，所述的旋转柱体的前端为与所述的旋转柱体的轴线垂直的旋转平面，所述的摩擦凸尖设置在所述的旋转平面上。
[0009]所述的旋转柱体以所述的摩擦凸尖的顶点为中心朝卷绕方向前倾，所述的前倾角为20?30度，最好为25度。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点在于同步进行卷绕和焊接，并且将摩擦头径向插入环形构件之间的接缝处进行高速旋转，通过摩擦产生的高温将附近的铝材塑化来达到使相邻的环形构件融合一体的效果，不仅加工效率高，加工成本低，而且加工后的构件内外径的精度误差小，焊接效果好，焊接强度高;在摩擦头之后设置冷却装置对加工后的环形构件进行浸入式冷却可以使摩擦加工点外其它部分的温度不升高，避免整个构件因摩擦焊接而发生变形;而在卷模上设置螺旋导向模头，将铝型材管的起始端固定在螺旋导向模头上，则可以使铝型材管按事先设定的螺距卷绕;旋转柱体以摩擦凸尖的顶点为中心朝卷绕方向前倾一定的角度则可以使摩擦加工塑化后的熔融状态的铝能够有效填充到相邻环形构件之间的接缝中，提高焊接深度。
【附图说明】
[0011]图1为本发明加工工艺流程的示意图；
[0012]图2为本发明摩擦焊接加工的剖面示意图；
[0013]图3为本发明加工时摩擦头前倾状态的示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0015]如图所示，一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，具体加工步骤如下:加工一个内径为250mm的筒形构件，将一个卷模(图未显不)同轴设置在一台设备的转轴(未显示)上，卷模上设置有螺旋导向模头(未显示)，将一根铝型材管1的起始端固定在螺旋导向模头上，由转轴带动卷模旋转对铝型材管1进行螺旋卷绕；而在卷模旁设置径向压紧装置(未显示)、轴向压紧装置(未显示)和摩擦头2，径向压紧装置使螺旋卷绕后的环形构件3贝占紧在卷模上，轴向压紧装置在铝型材管螺旋卷绕过程中始终使相邻的环形构件3相互轴向压紧，摩擦头2包括旋转柱体21和摩擦凸尖22，旋转柱体21与旋转驱动机构(未显示)连接，旋转柱体21的前端为与旋转柱体21的轴线021垂直的旋转平面23，摩擦凸尖22设置在旋转平面23上，摩擦凸尖22中心与轴向压紧装置边缘的距离为铝型材管的横向宽度并相对固定，当卷模按铝型材管1的进料量为500mm/分钟的标准旋转时，摩擦头2和轴向压紧装置根据转轴的转速以相应的线速度沿转轴的轴向同步移动，而同时摩擦凸尖22径向插入相邻的环形构件3之间的接缝处4旋转，摩擦凸尖22的中心位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点A的后方L = 10毫米处，旋转柱体21以摩擦凸尖22的顶点为中心朝卷绕方向前倾，前倾角Θ为30度，摩擦头2的旋转速度为800转/分钟，该转速足以使摩擦头2周围的铝材塑化成熔融状态，而在摩擦头2之后设置有冷却装置5对加工后的环形构件进行浸入式冷却。
[0016]上述实施例中，摩擦头2的中心也可以位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点A的后方大于3毫米的任一处;前倾角Θ也可以是20?30度之间的任一角度;而摩擦头2的旋转速度也可以根据卷绕的转速进行相应的调整，只要保证使摩擦头2周围的铝材塑化成熔融状态即可。
【主权项】
1.一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于包括将铝型材管卷绕成环形构件和同步对相邻的环形构件进行焊接，具体加工步骤如下:将铝型材管的起始端固定在卷模上，由转轴带动卷模旋转对铝型材管进行螺旋卷绕，在所述的卷模旁设置径向压紧装置、轴向压紧装置和摩擦头，所述的径向压紧装置使螺旋卷绕后的环形构件贴紧在所述的卷模上，所述的轴向压紧装置在铝型材管螺旋卷绕过程中始终使相邻的环形构件相互轴向压紧，所述的摩擦头中心与所述的轴向压紧装置边缘的距离为铝型材管的轴向宽度，当卷模旋转时，所述的摩擦头和所述的轴向压紧装置以相应的速度沿轴向同步移动，所述的摩擦头径向插入相邻的环形构件之间的接缝处旋转，所述的摩擦头的中心位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点的后方，所述的摩擦头的旋转速度足以使所述的摩擦头周围的铝材达到塑化温度。2.如权利要求1所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于所述的摩擦头的中心位于新形成的环形构件与前一环形构件重合点的后方3?10毫米。3.如权利要求1所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于所述的摩擦头之后设置有冷却装置对加工后的环形构件进行浸入式冷却。4.如权利要求1所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于卷模上设置有螺旋导向模头，所述的铝型材管的起始端固定在所述的螺旋导向模头上。5.如权利要求1所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于所述的摩擦头包括旋转柱体和摩擦凸尖，所述的旋转柱体与旋转驱动机构连接，所述的旋转柱体的前端为与所述的旋转柱体的轴线垂直的旋转平面，所述的摩擦凸尖设置在所述的旋转平面上。6.如权利要求5所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于所述的旋转柱体以所述的摩擦凸尖的顶点为中心朝卷绕方向前倾，所述的前倾角为20?30度。7.如权利要求6所述的一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，其特征在于所述的前倾角为25度。
【专利摘要】本发明公开了一种基于铝型材管的圆筒形构件的加工方法，将铝型材管卷绕成环形构件并同步对相邻的环形构件进行焊接，并且将摩擦头径向插入环形构件之间的接缝处进行高速旋转，通过摩擦产生的高温将附近的铝材塑化来达到使相邻的环形构件融合一体的效果，不仅加工效率高，加工成本低，而且加工后的构件内外径的精度误差小，焊接效果好，焊接强度高。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN105436835
【申请号】CN201610011501
【发明人】刘坚
【申请人】宁波腾隆户外用品有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月8日