专利名称：一种整体式外翅片管成形刀具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种成形刀具，特别是涉及一种整体式外翅片管成形刀具，适用于加工石油、化工、制冷、冶金、能源等行业的各种类型的热交换设备整体式外翅片管。
背景技术：
整体式外翅片管已经广泛应用在各种类型的热交换设备和加热设备中。但目前整体式翅片管，如热轧翅片管，存在加工机床功率大、增加的翅片面积有限、冷凝或对流传热系数增大不明显的缺点。中国发明专利ZL01242255.X公开了金属热交换翅片管，该金属热交换翅片管是一种整体式金属翅片管，利用切削加工在基管外壁上加工出外翅片，具有翅片与基管不存在接触热阻、翅片强度高和能有效提高传热速度和增大传热系数的特点，但是该翅片管由于其结构的限制，只能在平面上切削生成翅片、翅片结构不紧凑，不能在直角出加工翅片、翅片布局单一、翅片管布局占用空间大，而且采用步进送料间歇进刀方式，生产效率低，形成的废料多。中国发明专利200510102262. X公开了整体式翅片管及其加工方法，其制造方法是通过热挤压、冷挤压、轧制或其它铸造方法在基管上制造出槽道，然后用切削刀具切削槽道之间的基管，形成翅片，虽然加工出的翅片面积大，但是加工工艺复杂， 而且产生大量废料，在工业中的应用局限较大，不利于推广。如图3所示，现有的整体式外翅片管成形刀具包括主后刀面5、副后刀面3和前刀面4 ；以水平面为基面，前刀面4与基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面与前刀面4之间右侧的斜切面为副后刀面3 ；副后刀面3与前刀面4的交线为副切削刃6，副切削刃6为直线，刀具主后角为20° 25°，前角为0°，即前刀面4与基面平行，副后角为 0°，即副后刀面3垂直于基面，刀具主偏角为18° 25°，副偏角为55° 65°，刃倾角为0°。由于副切削刃(6)为直线，在切削过程中与主切削刃同时参与切削，同时在前刀面的正向挤压作用下，极易将材料切除，形成切屑，不利于翅片的形成。
实用新型内容为了解决上述整体式翅片管加工方法中存在的不足，本实用新型提出采用一种新型整体式翅片管成形刀具，能够解决加工效率低，形成废料多，加工工艺复杂，加工出翅片管具有紧凑的翅片结构、大的翅片面积，又能明显的提高传热速度和增大传热系数，解决锯齿形翅片管接触热阻大、翅片易脱落、强化传热效果有限的问题，以及热交换管翅片结构不紧凑、翅片管外形受限、易积灰和清灰困难的缺点。使用该刀具的加工方法可在工业中热交换器加工制造领域推广应用。本实用新型通过如下技术方案实现一种整体式外翅片管成形刀具，包括主后刀面5、副后刀面3和前刀面4 ；以水平面为基面，前刀面4与基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面与主后刀面5之间右侧的斜切面为副后刀面3 ；所述副后刀面3与前刀面4之间形成弧形挤压成形面1，弧形挤压成形面1与主后刀面5的圆弧交线re为主切削刃；圆弧交线分别与主后刀面上两相
3邻切削刃的第一切削刃AF和第二切削刃CG相切。为进一步实现本实用新型的目的，所述主后刀面5上的第一切削刃AF为加工弧形挤压成形面1前的主后刀面5上原第一切削刃AB长度的0. 4-0. 5倍。所述主后刀面5上的第二切削刃CG为加工弧形挤压成形面1前的主后刀面5上原第二切削刃BC长度的0. 4-0. 5倍。本实用新型的整体式外翅片管成形刀具的挤压成形面1为弧形曲面，可由磨床或电火花加工而成，在翅片加工过程中起成形作用。本实用新型的整体式外翅片管成形刀具的主切削刃2为弧线，为弧形曲面挤压成形面和后刀面的相交线，在加工过程中为主切削刃。相对于现有技术，本实用新型具有如下优点1、本实用新型的外翅片管成形刀具加工出的整体式外翅片管由于是一体结构，结构紧凑；翅片强度高，翅片与基管一体，不存在接触热阻。2、本实用新型的外翅片管成形刀具加工出的整体式外翅片管具有很大的比表面积，大大强化了蒸汽冷凝与对流传热性能，可以在能源化工、制冷、电子散热等领域应用。3、使用本实用新型的外翅片管成形刀具的加工工艺简单，生产效率高，在翅片挤压成形的过程中不产生废料，可以在大批量工业生产中推广应用。4、本实用新型的外翅片管成形刀具的制造简单，挤压成形面为弧形曲面，可由磨床或电火花加工而成。
图1为本实用新型整体式外翅片管成形刀具结构示意图。图2为使用本实用新型整体式外翅片管成形刀具的外翅片管加工示意图。图3为本实用新型经现有成形刀具加工形成的原理图。图4为使用本实用新型整体式外翅片管成形刀具加工外翅片之前，经过滚压之后的带有螺旋沟槽的坯管结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。如图1所示，整体式外翅片管成形刀具包括主后刀面5、副后刀面3和前刀面4 ；以水平面为基面，前刀面4与基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面与主后刀面5之间右侧的斜切面为副后刀面3 ；副后刀面3与前刀面4之间为弧形挤压成形面1，弧形挤压成形面1与主后刀面5的圆弧交线re为主切削刃2 ；圆弧交线re分别与主后刀面 5上相邻的两切削刃的第一切削刃AF和第二切削刃CG相切。优选地，主后刀面5上的第一切削刃AF为加工弧形挤压成形面1前的主后刀面5上原第一切削刃AB长度的0. 4-0. 5 倍。主后刀面5上的第二切削刃CG为加工弧形挤压成形面1前的主后刀面5上原第二切削刃BC长度的0. 4-0. 5倍。如图1、3所示，制备整体式外翅片管成形刀具时，挤压成形面1是由前刀面4上直线F0、副后刀面3上直线GO以及主后刀面5上圆弧线re包络形成的圆弧面。圆弧线re与主后刀面5上原第一切削刃AB和原第二切削刃BC分别相切于点F和G，保证BF线段长度和传统刀具的第一切削刃AB长度的比值为0. 5 0. 6，对应BG线段长度等于BF线段长度。 使用磨削加工或电火花加工弧形挤压成形面1。刀具主后角为20° 25°，前角为0°，即前刀面4与基面平行，副后角为0°，即副后刀面3垂直于基面，刀具主偏角为18° 25°， 副偏角为55° 65°，刃倾角为0°。 如图2所示，利用整体式外翅片管成形刀加工外翅片管时，先使用滚压技术在光滑紫铜管上加工带35° 45°螺旋沟槽的铜坯管(图4)，图4中的铜坯管上的螺旋沟槽在使用本实用新型刀具加工过程中经过劈切、挤压、成形三个过程。首先沟槽由于主切削刃2 的作用被劈切开，然后在弧形挤压成形面1的作用下被挤压形成翅片。形成的翅片较高，与基体的结合强度较大，具有较大的比表面积，生产效率较高，可以在能源化工、制冷、电子散热等领域广泛应用。
权利要求1.一种整体式外翅片管成形刀具，包括主后刀面(5)、副后刀面(3)和前刀面(4)；以水平面为基面，前刀面(4)与基面平行，主后刀面(5)位于刀具的最前端的平面，基面与主后刀面(5)之间右侧的斜切面为副后刀面(3)；其特征在于所述副后刀面(3)与前刀面 (4)之间形成弧形挤压成形面(1)，弧形挤压成形面(1)与主后刀面(5)的圆弧交线(re) 为主切削刃；圆弧交线分别与主后刀面上两相邻切削刃的第一切削刃(AF)和第二切削刃 (CG)相切。
2.根据权利要求1所述的整体式外翅片管成形刀具，其特征在于所述主后刀面(5) 上的第一切削刃(AF)为加工弧形挤压成形面(1)前的主后刀面(5)上原第一切削刃(AB) 长度的0. 4-0. 5倍。
3.根据权利要求1所述的整体式外翅片管成形刀具，其特征在于所述主后刀面(5) 上的第二切削刃(CG)为加工弧形挤压成形面(1)前的主后刀面(5)上原第二切削刃(BC) 长度的0. 4-0. 5倍。
专利摘要本实用新型公开了一种整体式外翅片管成形刀具，包括主后刀面(5)、副后刀面(3)和前刀面(4)；以水平面为基面，前刀面(4)与基面平行，主后刀面(5)位于刀具的最前端的平面，基面与主后刀面(5)之间右侧的斜切面为副后刀面(3)；所述副后刀面(3)与前刀面(4)之间形成弧形挤压成形面(1)，弧形挤压成形面(1)与主后刀面(5)的圆弧交线(FG)为主切削刃；圆弧交线分别与主后刀面上两相邻切削刃(AF)和(CG)相切。该刀具用于加工热交换器用整体式外翅片管，显著提高外翅片管的加工效率，能形成高尺度的三维整体式翅片，翅片形成过程中无切屑形成，保证外翅片形成质量的同时，有效增加了材料的利用率。
文档编号B21D53/06GK202062019SQ20102066690
公开日2011年12月7日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者万珍平, 徐燕小, 黄智成 申请人:华南理工大学