专利名称：整体螺旋翅片管辊轧刀具及整体螺旋翅片管辊轧机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械加工技术领域，具体涉及一种整体螺旋翅片管辊轧刀具及整 体螺旋翅片管辊轧机。
背景技术：
翅片管作为换热、散热元件在石油、化工、制冷、冶金等众多行业中广泛应用。翅片 管主要是通过增加热传导的面积来提高热交换效率，现有的翅片管通常都做成螺旋形，它 可以由长条形的、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而制成。这种方法没有很好地消除两体结合处的间 隙，此间隙是阻碍热交换的关键，因此这种方法生产的翅片管其热交换效率一直偏低，加之 无法克服缠绕应力和两体的热膨胀系数不同导致间隙逐渐增大直至两体分离，因而翅片管 的使用寿命也短。采用嵌入焊接的方法，使用钛粉埋焊虽然比高频焊更好，但成本高昂，工 艺复杂，同时间隙阻的问题依然存在。整体螺旋翅片管是直接在金属管件表面轧制螺旋翅片，翅片本身就是金属管的一 部分，不存在焊接和间隙的问题，因而这种翅片管越来越受到人们的青睐。现有技术中，整 体翅片管的生产常采用三辊旋轧技术，其原理如
图1所示。制造过程中，管坯(1’)在轧刀 (2’ )的带动下边旋转边前进，轧刀上的刀片(3’ )之间的槽与芯棒(4’ )组成的孔型使管 坯(1’)逐渐加工成翅片管(5’ )。该变形过程的特点为周期性反复加工和变形集中于表 面。轧件(即管坯)上任一点金属每旋转一周与三个轧刀各接触一次，即每旋转一周经受 轧刀的三次加工，因此能获得很大的变形量。并且管坯径向受到压缩时，金属受轧刀形状的 限制，向轴向流动困难，被迫向轧刀的刀片部分径向流动，使翅片增高，从而形成翅片管。现有技术的整体螺旋翅片管加工用轧刀通常是采用多个可分拆的圆环形刀片 (3’ )套装在轧刀的主轴(6’ )上，刀片(3’ )与刀片(3’ )之间用定位件(7’ )固定且刀片 (3’ )垂直于主轴(6’ )的轴心线平行排列。整体螺旋翅片管在加工过程中，管坯一方面要 受轧刀的轴向力带动向前移动，一方面须受轧刀的径向挤压使管坯表面的翅片增高。因此 轧刀与管坯的轴心线之间并非平行关系，而是互相呈一定角度。也正因如此，轧刀在使用过 程中受轴向力较大，若选择硬质刀具则极易碎裂，而选择较软的刀具不仅加工效果欠佳而 且轧刀的使用寿命也很短。另外，三个轧刀之间的角度需根据加工管坯的工艺要求反复调 试，费时费工。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足提供一种改进的整体螺 旋翅片管辊轧刀具，该刀具可采用硬度更高的材料制成，使用寿命更长。本实用新型同时还要提供一种整体螺旋翅片管辊轧机，该辊轧机调试方便，辊轧 速度更快，生产效率更高。为解决以上技术问题，本实用新型采取以下技术方案[0008]一种整体螺旋翅片管辊轧刀具，包括主轴、固定套设在所述主轴外的刀体，所述刀 体具有能够对金属进行挤压使之形成翅片的挤压部，所述挤压部呈螺旋状分布在所述刀体 外表面上，所述主轴以及挤压部的轴心线方向一致。优选地，所述挤压部的螺旋升角范围在0.3° 5°之间。优选地，所述挤压部的螺旋沟槽的截面形状为矩形、梯形、V型或U型。优选地，所述挤压部分为用于切开待加工管坯表面金属使所述管坯起翅的预成型 区和用于对起翅后的金属进一步挤压使所述管坯成翅的成型区，所述预成型区内的挤压部 的螺旋沟槽的深度向着靠近所述成型区的方向逐步递增，所述成型区内的挤压部的螺旋沟 槽的深度相同，所述预成型区内的挤压部与所述成型区内的挤压部之间形成锥角(β )，且 所述锥角(β)范围在0° 10°之间。一种整体螺旋翅片管辊轧机，包括机架、安装在所述机架上呈品字形排列的三个 辊压刀具、动力机构，各所述辊压刀具包括由所述动力机构驱动发生转动的主轴、固定套设 在所述主轴外的刀体，所述刀体具有能够对金属进行挤压使之形成翅片的挤压部，所述挤 压部呈螺旋状分布在所述刀体外表面上，所述主轴以及挤压部的轴心线方向一致，三个所 述的辊压刀具的轴心线相平行。由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点本实用新型整体螺旋翅片管辊轧刀具所使用的刀体是固定套设在主轴外的，而挤 压部是根据待加工管坯的工艺要求呈螺旋状开设在所述刀体外表面的，这使得本实用新型 辊轧刀具在使用时不须调整与待加工管坯之间的角度，只需使辊轧刀具与管坯平行即可， 这大大减小了刀具与管坯之间的轴向力，使刀具不易碎裂，因此可使用更为硬质的材料制 造刀具，刀具的使用寿命显著延长；本实用新型整体螺旋翅片管辊轧机采用三个本实用新 型辊轧刀具，安装刀具时可省去多次调试刀具之间以及刀具与待加工管坯之间角度的麻 烦，而又由于刀具与管坯之间的轴向力小，因此可大幅提高辊轧转速，同时无须经常更换刀 片，省时省工，非常方便，可提高生产效率。
以下结合附图和具体的实施方式对本实用新型做进一步详细的说明
图1为现有技术中三辊旋轧整体螺旋翅片管原理图；图2为现有技术中整体螺旋翅片管辊轧刀具结构示意图；图3为本实用新型实施例中整体螺旋翅片管辊轧刀具结构示意图；图4为本实用新型实施例中三辊旋轧整体螺旋翅片管原理图；其中1，1’、管坯；2、刀体；2’、轧刀；3、挤压部；30、预成型区；31、成型区；3’、刀 片；4，4’、芯棒；5，5’、翅片管；6，6’、主轴；7、辊轧刀具；7’、固定件。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但不限于这些实施 例。实施例1如图3所示，按照本实施例的整体螺旋翅片管辊轧刀具包括主轴6、固定套设在主轴6外的刀体2，所述刀体2具有能够对金属进行挤压使之形成翅片的挤压部3，所述挤压 部3呈螺旋状分布在刀体2外表面上，主轴6以及挤压部3的轴心线方向一致。本实施例中，挤压部3的螺旋沟槽的截面形状为矩形，挤压部3的螺旋升角α为 1.4°。按照本实施例，挤压部3分为用于切开待加工管坯1表面金属使所述管坯1起翅 的预成型区30和用于对起翅后的金属进一步挤压使管坯1成翅的成型区31，所述预成型区 30内的挤压部3的螺旋沟槽的深度向着靠近成型区31的方向逐步递增，成型区31内的挤 压部的螺旋沟槽的深度相同，均为1. 2mm，预成型区30内的挤压部3与成型区31内的挤压 部3之间形成锥角β，β为4°。本实施例辊轧刀具采用淬火钢制成，其热处理硬度大于HRC60，适合加工铜翅片管。实施例2本实施例提供一种整体螺旋翅片管三辊辊轧机，包括机架、安装在所述机架上呈 品字形排列的三个辊压刀具7、动力机构，所述辊轧刀具7为实施例1中提供的整体螺旋翅 片管辊轧刀具。辊压刀具7的主轴6由所述动力机构驱动发生同向同速转动，三个辊压刀 具7的轴心线相平行。如图3和4所示，使用本实施例辊轧机加工管坯1时，先将管坯1套在芯棒4上， 管坯1在辊轧刀具7的带动下边旋转边前进，且管坯1、芯棒4以及辊轧刀具7的轴心线方 向一致。加工时，管坯1首先经过刀体2上预成型区30的挤压部3的挤压起翅，再经过成 型区31的挤压部3的进一步挤压成翅，最后加工成翅片管5。本实施例辊轧机工作时，轧辊转速设置为1000转/分钟，加工翅片管的生产效率 比普通三辊机提高三倍以上。本实施辊轧机的辊轧刀具平均可使用大于600小时，而一般刀具在使用不大于60 小时后就需要更换刀具。以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了 解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用 新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种整体螺旋翅片管辊轧刀具，包括主轴(6)、固定设置在所述主轴(6)外的刀体 O)，所述刀体( 具有能够对金属进行挤压使之形成翅片的挤压部(3)，其特征在于所述 刀体( 套设在所述主轴(6)外，所述挤压部( 呈螺旋状分布在所述刀体( 外表面上， 所述主轴(6)以及挤压部(3)的轴心线方向一致。
2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于所述挤压部(3)的螺旋升角(α)范围在 0.3° 5°之间。
3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于所述挤压部(3)的螺旋沟槽的截面形状 为矩形、梯形、V型或U型。
4.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于所述挤压部(3)分为用于切开待加工管 坯(1)表面金属使所述管坯(1)起翅的预成型区(30)和用于对起翅后的金属进一步挤压 使所述管坯(1)成翅的成型区(31)，所述预成型区(30)内的挤压部C3)的螺旋沟槽的深度 向着靠近所述成型区(31)的方向逐步递增，所述成型区(31)内的挤压部的螺旋沟槽的深 度相同，所述预成型区(30)内的挤压部C3)与所述成型区(31)内的挤压部C3)之间形成 锥角(β )，且所述锥角(β)范围在0° 10°之间。
5.一种整体螺旋翅片管辊轧机，包括机架、安装在所述机架上呈品字形排列的三个辊 压刀具(7)、动力机构，各所述辊压刀具(7)包括由所述动力机构驱动发生转动的主轴(6)、 固定设置在所述主轴(6)外的刀体O)，所述刀体( 具有能够对金属进行挤压使之形成 翅片的挤压部(3)，其特征在于所述刀体( 是套设在所述主轴(6)外的，所述挤压部(3) 呈螺旋状分布在所述刀体( 外表面上，所述主轴(6)以及挤压部C3)的轴心线方向一致， 三个所述的辊压刀具(7)的轴心线相平行。
6.根据权利要求5所述的辊轧机，其特征在于所述挤压部(3)的螺旋升角(α)范围 在0.3° 5°之间。
7.根据权利要求5所述的辊轧机，其特征在于所述挤压部(3)的螺旋沟槽的截面形 状为矩形、梯形、V型或U型。
8.根据权利要求5所述的辊轧机，其特征在于所述挤压部(3)分为用于切开待加工 管坯(1)表面金属使所述管坯(1)起翅的预成型区(30)和用于对起翅后的金属进一步挤 压使所述管坯(1)成翅的成型区(31)，所述预成型区(30)内的挤压部C3)的螺旋沟槽的深 度向着靠近所述成型区(31)的方向逐步递增，所述成型区(31)内的挤压部的螺旋沟槽的 深度相同，所述预成型区(30)内的挤压部(3)与所述成型区(31)内的挤压部C3)之间形 成锥角(β )，且所述锥角(β)范围在0° 10°之间。
专利摘要本实用新型涉及一种整体螺旋翅片管辊轧刀具以及使用该刀具的整体螺旋翅片管辊轧机。传统的整体螺旋翅片管辊轧刀具是由主轴和套设在主轴外且垂直于主轴轴心线的多组刀片平行排列构成的，使用时需将刀具轴心线与工件轴心线安装成一定角度来实现翅片管的加工成型，刀具受到的轴向力大，极易损坏。本实用新型整体螺旋翅片管辊轧刀具通过在刀体的外表面上根据待加工工件的工艺要求呈螺旋状开设挤压部对金属进行挤压使之形成翅片，刀具在使用时将刀具与管坯平行安装即可，这大大减小了刀具与管坯之间的轴向力，使刀具不易碎裂，使用寿命显著延长。而使用本实用新型刀具的辊轧机可以大幅提高辊轧转速，安装和调试非常方便，省时省工，可提高生产效率。
文档编号B21D15/04GK201855871SQ20102058246
公开日2011年6月8日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者戈明, 贺云坤 申请人:张家港市奋发机械有限公司