专利名称：一种新型制备螺旋波纹管压花设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械压花设备，具体是一种在制备金属螺旋波纹管的压花设备。
背景技术：
螺纹波纹管在我国工业中得到广泛应用，尤其是在冷却或热交换过程中，使用成为广泛。为了使热交换过程取得更好的效果，工程师通过各种途径来增加热交换面积，来增加单位体积内的有效热交换面积，这其中的关键所在是所使用的螺旋波纹管。
在我国的螺旋波纹管的制作过程中，普通的波纹铜管都是通过冷拔工艺而形成的，因此铜管表面的损伤较大，这势必会影响到铜管的耐压能力及使用寿命。另如果对铜管表面毛刺处理不当，则在以后的使用当中，极易结垢，影响冷媒流通，甚至会造成换热器堵塞。按普通工艺冷拔出来的铜管的螺距较大，且螺纹的深度较低，所以其单位面积的换热效率较低，换热金属量消耗较大，造成了一定的成本浪费。而且，在传统的制备工艺过程中，不能对螺旋波纹管的螺间距进一步的缩小，螺纹深度也很难再进一步增加，从而使换热面积的增加严重受限。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出了一种结构简单，操作方便，可有效解决上述问题的技术方案。
本发明是通过下述技术方案得以实现的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，它是由卡盘12和抓盘16组成，每一卡盘12配有若干抓盘16，并固定于卡盘12上，每个抓盘12的端头配有两个刀具支架21，刀具支架21上安装有压花刀具。
上述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，所述的每一卡盘12配有3～9个抓盘16，若干抓盘16均匀分布于卡盘12周围。根据目前在市场及实际使用的情况来看，在3～9个抓盘16的使用范围最为广泛，而且对工业效果已经取得了相当大的提高。若对抓盘16数量的增加，则相应部件的机械要求也会提高，以便配合设备的高效使用。若每一卡盘上有3个抓盘16，则抓盘16间的所形成的角度为120°，6个抓盘16的话，则相互间的角度为60°，依此类推，均匀分布。上述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，作为优先，所述的配备在抓盘16端头的两个刀具支架21的轴心线之间的角度为60°。
上述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，作为优先，所述的刀具支架21可沿轴心线方向自由移动。这样可以保证对刀时所有刀具能调整到同一高度，从而在加工过程中确保螺旋波纹管在各个面壁上是均匀的厚度，否则容易造成破损或造成材料的浪费，甚至影响热交换的效率。
上述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，作为优先，所述的压花刀具为滚轮17或滚针18，这也是我们目前较为通用的刀具。若使用滚轮17压花时，对刀很关键，即在利用对刀芯棒19对刀时，每个滚轮17与卡盘12间的夹角都应该是一样大的，不然会造成压制出来的管子波纹高低不一，且间隙也不均匀。所以在抓盘16的设计中，要考虑到能使得刀具支架21可以沿由轴心方向上下能够调整，而且角度方向也可以调整。具体在使用刀具进行加工时，还要根据选定原材料管内、外径的大小来选择对刀芯棒19、芯套20、固定芯棒、衬芯等模具用于配合本发明设备的使用，则可取得更佳的效果。在此，在管材的内心中衬一个衬芯，衬芯能绕其轴心转动，但前后位置固定。衬芯的直径是根据铜近的收缩比及所螺纹的深度要求计算出来的，这样就能保证在压制出来的管子不会变形且深度一致。利用对刀芯棒19，把所有刀具高度、角度调整一致若为滚针刀具压花时，只需调整高度，不用调整角度。。
上述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，作为优先，所述的滚轮17或滚针18可绕其轴心转动。如若不然，则容易在压花过程中损伤原材料管。
本发明的有益效果它继承了传统换用器用铜管耐高压、性能好等诸多优点，并对其表面做了压花处理。这样使得它的传热系数有了很大提高，换热量也随之增大。大大节约了制造成本。
因压制过程中无任何机械损伤，管壁薄(0.2-3mm)，自身波纹结构无应力，无温度梯度，流体温度几乎瞬间均一；再加自身全圆弧柔性过度结构，对流体实现变截面流动，形成正压差和负压差，自除垢、防垢能力非常强。
螺纹线与横截面的夹角小，螺纹深度大，大大增加了换热面积。热交换效果好。
附图1操作系统示意图；附图2滚轮示意图；附图3滚针示意图；附图4对刀芯棒示意图；附图5六头三抓盘压花设备示意图；附图6卡盘示意图(A)主视图(B)右视图(C)俯视图(D)立体图附图7抓盘示意图(A)主视图(B)右视图(C)俯视图(D)立体图附图8单个抓盘示意图(A)主视图(B)右视图(C)俯视图(D)立体图1、液压系统2、传动系统3、电气控制系统4、压花系统5、油压泵6、固定座7、流量控制阀8、电磁阀9、进刀输油管10、退刀输油管11、回油管12、卡盘13、主螺杆14、电动机15、电气控制柜16、抓盘17、滚轮18、滚针19、刀芯棒20、芯套21、刀具支架
下面结合附图对本发明的实施作进一步的说明由于本发明的设备在通常情况下是与其他设备配套使用，所以在本发明的实施说明中，采用与其他系统设备协同操作中进行说明。
如附图1中所示，操作系统示意图从结构上可以分成四大部份。分别是液压系统1、传动系统2、电气控制系统3和压花系统4。其中液压系统1的工作原理基本如下通过油压泵5向系统提供动力，即油压泵将原动机的机械能转换为液压能，再通过液压马达把液压油的液压能转换为机械能，以控制固定座6能做沿螺杆做直线运动。液压系统1的控制元件包括流量控制阀和方向控制阀，流量控制阀7就是一个旋钮开关，可调节油量的大小，在流量控制阀上有一压力表，可显示在进刀及退刀时的压力值。方向控制阀控制油的走向，它是通过两个电磁阀8实现的，一个控制进刀输油管9，另一个控制退刀输油管10。另还有一根回油管11，即打上去的油没有用完可沿着回油管11输送到液压系统1的油缸中。
传动系统2，在此系统中，首先要说明的是，卡盘12的转动与主螺杆13之间的转动之间不存在连动关系，卡盘12的转速只通过控制系统中变频器的频率的调节来实现，而主螺杆13的转速只通过传动系统2中的传动齿轮的大小及齿数来调节。之所以这样做，原因有两点1、不论控制卡盘12转动的三相异步电动机14是正转还是反转，都能保证固定座6的方向是向前移动的。拉出来的管子既可以是左旋也可以右旋。2、由于主螺杆13只受传动系统2中传动齿轮的影响，这样只要传动齿轮的大小及齿数定下来，则螺纹的螺距就恒定，而不论上面的主电机14是正转还是反转，转速是大是小，都不会影响到螺距的变化。这样能保证成品管的规格及质量。
在电气控制系统3中，主要设备为带液晶显示的电气控制柜15。内装有变频器和PLC程序控制器，可以通过变频器调节频率来改变转盘的转速。另设有自动/手动、正/反轴转、油泵启动、油泵停止、电机启动、电机停止等旋钮或按钮，分别可以控制油压泵5的开关，主电机14的开关(正转/反转)、及自动、手动模式的转换，在压花的过程中可以选择自动和手动两种工作方式，自动状态时，将自动/手动旋钮旋至自动位置，调整好频率，进刀时间及行程。按下启动按钮，机器会在PLC程序控制下自动运行直至行程结束。在手动状态时，将自动/手动旋钮旋至手动位置，调整好频率，然后向进刀方向旋动进/退刀旋钮，直至进到最低点，计算好行程，放置行程开关，然后按下启动按钮。主电机14运转，待整个过程结束后，退刀，取出成品螺旋波纹管。
压花系统是本发明中最核心的部份，此部分将最终决定所做出的螺旋波纹金属管的质量。下面将以六头螺旋波纹金属管的压花为例来详细叙述其工艺过程。首先要根据螺旋头数来选择压花模具，本发明中选择的是六头三抓盘模具，(见附图5)。三个抓盘16，每个抓盘16上装有两个刀具支架。三个抓盘固定在圆形卡盘12上。三个抓盘16将卡盘12圆周分成三等份，抓盘16在液压进刀或退刀时可以沿各自轴心方向上下移动，每个刀具支架轴心线之间的角度为60°，且也可以沿其轴心方向上下移动手动调节，这样才能保证对刀时所有刀具能调整到同一高度。刀具可以是滚轮17、也可以是滚针18。但不论是用滚轮17还是滚针18，均要保证其在安装固定之后能绕其轴心转动，如若不然，则很容易在压花过程中损伤原材料管。
然后根据选定原材料管内、外径的大小来选择对刀芯棒19、芯套20、固定芯棒、衬芯等模具。利用对刀芯棒19，把所有刀具高度、角度调整一致若为滚针刀具压花时，只需调整高度，不用调整角度。
根据所计算出的螺距值来调节螺距，调节螺距可以通过调节本发明中的传动系统2中的传动齿轮的齿数来实现。调整好螺距之后，将原材料管穿过压花系统4的芯套20并在前端留出大约60～80mm.芯套20的直径大约比管子的直径大大约0.6～0.8mm，这样可防止管子在刀具转动过程中抖动过大，防止管子变形。在留出的管子这端塞入固定芯棒，将其固定在与主螺杆13连动的固定座6上。固定座6在没有锁定的情况下可沿主螺杆13自由移动，在锁定状态时，只能通过的主螺杆13的转动来带动它做直线移动。完成以上工序后，开启油压泵1，然后通过控制系统4来完成压花过程。压花过程中，原材料管固定座6随着主螺杆13沿径向做直线运动如图中的箭头方向，抓盘16上的刀具卡紧原材料管，并以原材料管的轴心为中心转动。这样就能在金属管上压出一道道螺旋波纹线。
另由于所需加工的原材料管长度一般很长，为防止延伸在另一端的原材料管在压花过程中变形。所以在本发明的后端还加了一个伺服系统，其主要结构为一实心铁管21，两端均有焊接有螺杆，一端用螺母固定在后面的支架22上，另一端接上齿管芯头及铜管衬芯，塞入压花系统4的芯套20中。以做为原材料管的内衬。
以上所述只是以六头螺旋波纹管为实例，考虑到原材料材质的收缩比，一般直径越大，可做的头数可能就越多，反之，则会少些。在螺旋头数较多时，如用滚轮17形状刀具则可能到指定尺寸时，滚轮17之间在对刀时会相碰撞，此时则可采用滚针18形状刀具，这样可以避免以上情况发生，亦可以大大增加本发明的工作范围。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围
权利要求
1.一种新型制备螺旋波纹管压花设备，它是由卡盘(12)和抓盘(16)组成，其特征在于每一卡盘(12)配有若干抓盘(16)，并固定于卡盘(12)上，每个抓盘(16)的端头配有两个刀具支架(21)，刀具支架(21)上安装有压花刀具。
2.根据权利要求1所述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，其特征在于所述的每一卡盘(12)配有3～9个抓盘(16)，若干抓盘(16)均匀分布于卡盘(12)周围。
3.根据权利要求1所述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，其特征在于所述的配备在抓盘(16)端头的两个刀具支架(21)的轴心线之间的角度为60°。
4.根据权利要求1或3所述的一咱新型制备螺旋波纹管压花设备，其特征在于所述的刀具支架(21)可沿轴心线方向自由移动。
5.根据权利要求1所述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，其特征在于所述的压花刀具为滚轮(17)或滚针(18)。
6.根据权利要求1或5所述的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，其特征在于所述的滚轮(17)或滚针(18)可绕其轴心转动。
全文摘要
本发明公开了一种新型制备螺旋波纹管压花设备，它是由卡盘、抓盘组成的。它的特征是每一卡盘配有若干抓盘，并固定于卡盘上，均匀分布在圆盘的周围，每个抓盘的端头配有两个刀具支架，刀具支架上安装有压花刀具，所用刀具为滚轮或滚针，而且滚轮或滚针是可以沿轴心线自由转动及沿轴心线进行伸缩。本发明的优点是可以使压制出来的螺旋波纹管的螺间距小、螺纹深，管壁厚薄均匀，单位体积可以得到更大的表面积。本发明的设备可广泛应用于各种材料的管道加工场合。
文档编号B21D15/04GK1775402SQ20051006161
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月21日 优先权日2005年11月21日
发明者沈伟祥 申请人:沈伟祥