[发明专利]一种整体螺旋翅片管辊轧刀具及整体螺旋翅片管辊轧机

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，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

本发明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。

本发明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，本发明采取的技术方案是：

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。

通过以上技术方案的实施，使本发明与现有技术相比具有诸多优点：