一种扭曲换热管制造装置的制作方法

本发明涉及扭曲换热管制造装置，具体的说是一种由普通车床改装的扭曲换热管制造装置。

背景技术：

将螺旋扁管作为换热器传热元件，对其进行设计制造，是二十世纪换热器领域最重大的成果之一。螺旋扁管换热器的优点是：压降小、传热效率高、不易结垢、不存在流动死区，不污堵、能够克服诱导振动，提高可靠性等。

目前，用于换热器设备上的扭曲换热管制造装置众多：中国专利公开号为cn2568326公开了一种“螺旋扁管成型装置”，采用一堆轴线不平行的有与扁管曲率半径对应的内凹曲面的轧辊对行进的圆管进行的轧制，加工时支座连同其上的夹具可以移动，这种方法加工较长的扁管，受力集中在驱动夹具部位，容易造成螺旋节距与其他部位不同；中国专利公开号为cn101224475a公开了一种“螺旋扁管冷压成型机”，利用冷压成型螺旋扁管的定螺旋扁管模具、动螺旋扁管模具，通过其动、定螺旋扁管模具彼此间的一次合模、开模即完成与模具等长的冷压成型的高质量、等螺距的螺旋扁管，这种方法存在的问题是冷压成型后，动、定模具的开启较为困难，该方法需要较高的螺旋管型腔加工精度要求；中国专利公开号cn102626734a，公开了一种“换热设备用螺旋扁管轧成型机”，其送料装置中与滚轮同轴的传动齿轮在加工不同直径的管子时的啮合程度不同，如果直径稍大一些会不啮合，只能单侧送料，送料效率降低，使用液压装置输送的力恒定，易损坏管子，在模具旋转的过程中管子承受巨大的扭矩，在滚轮间易发生跟转，影响换热管成型效率。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明披露了一种扭曲换热管制造装置，该装置可由普通车床改装而成，在普通车床的基础上添加了齿轮、传动轴和气压夹紧送料装置等机构，结构简单，实现容易，调整方便，具有过载保护机构，连续加工稳定，可加工不同节距、不同直径、距离较长的管子，是一种加工长度不受车床长度限制、加工方便、成品率高、成本低的扭曲换热管加工装置。

本发明的具体技术方案如下：

一种扭曲换热管制造装置，由普通车床改装而成，包括机床床身和安装在床身上的齿轮、卡盘卡爪、模具、传动轴、气压夹紧送料装置、变速箱、工件支架，气压夹紧送料装置上设置有导向柱、滑动板、气压缸、固定板、齿轮传动副、上夹具和下夹具，上夹具和下夹具由滚轮、滚轮轴、轴承、支架组成，齿轮位于车床卡盘外圆上与传动轴端的齿轮轴啮合，传动轴与变速箱相连，气压夹紧送料装置位于变速箱上，卡盘卡爪上设置有过载保护机构由螺栓、复位螺母、复位弹簧、夹紧弹簧、夹紧螺母、丝杆、夹紧圈组成，工件支架上设置有锁紧把手、滚轮。

本发明的进一步改进，车床卡盘改装成二爪，两爪呈180度对称，模具位于卡爪上。

本发明的进一步改进，齿轮位于卡盘外圆处，与传动轴端齿轮啮合。

本发明的进一步改进，滚轮的外圈有橡胶圈，提高夹紧程度并且防止管子跟转。

本发明的进一步改进，支架的数量为两个，提高定心的可靠性。

在上述技术方案中，车床的电机带动卡盘旋转，气压缸运作使得上、下夹具夹紧管子，卡盘外圆上的齿轮与传动轴上的齿轮啮合，带动传动轴旋转，动力经传动轴传递到变速箱内，经过变速箱多次变速后带动压扁轮轴旋转，从而完成在模具旋转的同时进行送料。

进一步地，卡爪过载保护机构，通过调整夹紧螺母压缩夹紧弹簧控制夹紧圈与轧辊导向柱的夹紧程度，利用静摩擦力控制过载临界值，过载后，模具整体上移，调整复位螺母压缩复位弹簧实现复位模具；螺栓可调节复位机构的复位精度和模具受力过载后的回收量；车床卡盘改装成二爪，两爪呈180度对称，模具位于卡爪上，实现了加工的自定心定位；齿轮位于卡盘外圆处，与传动轴端齿轮啮合；气压缸提供压力实现送料装置的上下夹具夹紧；齿轮传动副利用外加的两个同样的齿轮完成首个齿轮与末尾齿轮齿轮间同向转动，从而实现齿轮传动效率不变的情况下对不同直径管子的送料；滚轮的外圈有橡胶圈，提高夹紧程度并且防止管子跟转；可通过变速箱控制滚轮动力输入轴的转速，从而控制气压夹紧送料装置的送料速度，实现不同节距扭曲换热管的加工；支架用于支撑过长的管子，以免管子拖地过长影响送料的稳定性，支架上的滚轮是圆弧形，支架可以沿导轨移动并且可锁紧在导轨上，支架8有两个，提高定心的可靠性。

本发明的有益效果：本发明由普通车床改装而成，在普通车床的基础上只需添加齿轮、传动轴和液压夹紧送料装置，结构简单，实现容易，调整方便，可加工距离较长的管子；本发明通过变速箱调节送料装置输入轴转速，与卡盘转速形成不同转速比，使得卡盘在固定旋转的同时具有不同的送料速度，实现不同节距的多品种扭曲换热管的加工，操作简便，无需更换任何零部件；本发明采用模具的自定心夹紧和送料机构外加齿轮的作用，送料装置采用外加齿轮副传动，使得在上下夹具距离不同的情况下，传动齿轮依然可以啮合并稳定传动，从而实现在输送率稳定的情况下输送不同直径的管子；本发明加工长度不受车床长度限制、加工方便、成品率高、成本低；本发明通过应用夹紧圈与模具支架的静摩擦力，有效防止在加工过程中模具对管子压力过大而损坏管子，提高了工件的完整性；本发明通过气压缸控制上、下夹具，控制精准，在一定程度上可防止夹紧力太大而损坏管子，可提高了加工效率和稳定性；本发明通过卡盘卡爪自定心，送料装置的定心，以及支架的圆弧滚轮定心，提高扭曲换热管加工的精确度和稳定性；本发明通过车床电机带动卡盘齿轮旋转的同时带动气压夹紧送料装置同步移动，具有较高的平稳性。

附图说明

图1是本发明的扭曲换热管制造装置的整体结构示意图。

图2是本发明滚轮送料装置示意图和齿轮副平面图。

图3是图1中的局部放大图g。

图4是图1的a-a视图和b-b视图。

图5是本发明的工件支架示意图。

图中，1-机床床身，2-齿轮，3-卡盘卡爪，4-模具，5-传动轴，6-送料装置，7-变速箱，8-工件支架，9-导向柱，10-滑动板，11-气压缸，12-固定板，13-滚轮，14、15-滚轮轴，16-齿轮传动副，17-上夹具，18-下夹具，19-螺栓，20-复位螺母，21-复位弹簧，22-夹紧弹簧，23-夹紧螺母，24-丝杆，25-夹紧圈，26-锁紧把手，27-滚轮。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例：如图1-5所示，一种扭曲换热管制造装置，由普通车床改装而成，它包括机床床身1和安装在床身上的齿轮2、卡盘卡爪3、模具4、传动轴5、变速箱7、气压夹紧送料装置6、工件支架8，其特征是所述的气压夹紧送料装置上有导向柱9、滑动板10、气压缸11、固定板12、齿轮传动副16、上夹具17和下夹具18，上、下夹具由滚轮13、滚轮轴14、轴承、支架组成；齿轮2位于车床卡盘外圆上，与传动轴端的齿轮轴啮合，传动轴5与变速箱7相连，气压夹紧送料装置6位于变速箱7上，具体如图1所示。

模具4安装在卡盘卡爪3上，夹紧圈25夹紧轧辊导向柱固定模具，在夹紧圈上用夹紧弹簧22和夹紧螺母23控制夹紧圈25与轧辊导向柱的夹紧程度，当加工过程中的力大于夹紧圈与轧辊导向柱的静摩擦力时，轧辊导向柱会上移，从而防止工件挤压破损；轧辊导向柱顶端接触复位弹簧21，可通过调节复位螺母使模具复位，同时用到复位弹簧21的弹力，顶部的螺栓19用来调整复位精度以及弥补复位弹簧21发生塑性变形带来的误差，如图4所示，模具和过载保护机构的局部放大图如图3所示。

传动轴5的一端固定在变速箱7内，另一端通过用螺钉连接固定在车床机身上，传动轴两端都有齿轮用于传递动力，如图1所示；大齿轮位于车床卡盘外圆，与卡盘加工为一体，大齿轮与传动轴一端的小齿轮啮合。

气压夹紧送料装置6，下夹具18由输入滚轮轴15、轴承、轴承座和滚轮13组成；上夹具17由从动滚轮轴14、轴承、轴承座和滚轮组成，下夹具18固定，上夹具17可随滑动板10上下移动；气压缸11用来控制滑动板10的上下移动，从而控制上夹具17与下夹具18的距离，用以调整滚轮间隙；在滚轮轴上都有齿轮传动机构，利用外加两个同样的齿轮，齿轮间用连杆固定，保证啮合，实现在控制滚轮间距离的同时保证同步传动；气压缸11驱动滑动板下10移，模具夹紧管子，动力通过变速箱7传到输入轴15，滚轮旋转，带动管子向模具方向移动，具体如图2所示。

在气压夹紧送料装置6后设工件支架8，在加工较长的管子时可通过调整工件上的锁紧把手26使工件支架8固定在车床导轨的适当地方，具体如图5所示。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。