專利名稱：一種整體式外翅片管成形刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種成形刀具，特別是涉及一種整體式外翅片管成形刀具，適用于加工石油、化工、制冷、冶金、能源等行業(yè)的各種類型的熱交換設(shè)備整體式外翅片管。
背景技術(shù)：
整體式外翅片管已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種類型的熱交換設(shè)備和加熱設(shè)備中。但目前整體式翅片管，如熱軋翅片管，存在加工機(jī)床功率大、增加的翅片面積有限、冷凝或?qū)α鱾鳠嵯禂?shù)增大不明顯的缺點(diǎn)。中國發(fā)明專利ZL01242255.X公開了金屬熱交換翅片管，該金屬熱交換翅片管是一種整體式金屬翅片管，利用切削加工在基管外壁上加工出外翅片，具有翅片與基管不存在接觸熱阻、翅片強(qiáng)度高和能有效提高傳熱速度和增大傳熱系數(shù)的特點(diǎn)，但是該翅片管由于其結(jié)構(gòu)的限制，只能在平面上切削生成翅片、翅片結(jié)構(gòu)不緊湊，不能在直角出加工翅片、翅片布局單一、翅片管布局占用空間大，而且采用步進(jìn)送料間歇進(jìn)刀方式，生產(chǎn)效率低，形成的廢料多。中國發(fā)明專利200510102262. X公開了整體式翅片管及其加工方法，其制造方法是通過熱擠壓、冷擠壓、軋制或其它鑄造方法在基管上制造出槽道，然后用切削刀具切削槽道之間的基管，形成翅片，雖然加工出的翅片面積大，但是加工工藝復(fù)雜， 而且產(chǎn)生大量廢料，在工業(yè)中的應(yīng)用局限較大，不利于推廣。如圖3所示，現(xiàn)有的整體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 ；以水平面為基面，前刀面4與基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面與前刀面4之間右側(cè)的斜切面為副后刀面3 ；副后刀面3與前刀面4的交線為副切削刃6，副切削刃6為直線，刀具主后角為20° 25°，前角為0°，即前刀面4與基面平行，副后角為 0°，即副后刀面3垂直于基面，刀具主偏角為18° 25°，副偏角為55° 65°，刃傾角為0°。由于副切削刃(6)為直線，在切削過程中與主切削刃同時參與切削，同時在前刀面的正向擠壓作用下，極易將材料切除，形成切屑，不利于翅片的形成。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述整體式翅片管加工方法中存在的不足，本實(shí)用新型提出采用一種新型整體式翅片管成形刀具，能夠解決加工效率低，形成廢料多，加工工藝復(fù)雜，加工出翅片管具有緊湊的翅片結(jié)構(gòu)、大的翅片面積，又能明顯的提高傳熱速度和增大傳熱系數(shù)，解決鋸齒形翅片管接觸熱阻大、翅片易脫落、強(qiáng)化傳熱效果有限的問題，以及熱交換管翅片結(jié)構(gòu)不緊湊、翅片管外形受限、易積灰和清灰困難的缺點(diǎn)。使用該刀具的加工方法可在工業(yè)中熱交換器加工制造領(lǐng)域推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種整體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 ；以水平面為基面，前刀面4與基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面與主后刀面5之間右側(cè)的斜切面為副后刀面3 ；所述副后刀面3與前刀面4之間形成弧形擠壓成形面1，弧形擠壓成形面1與主后刀面5的圓弧交線re為主切削刃；圓弧交線分別與主后刀面上兩相
3鄰切削刃的第一切削刃AF和第二切削刃CG相切。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述主后刀面5上的第一切削刃AF為加工弧形擠壓成形面1前的主后刀面5上原第一切削刃AB長度的0. 4-0. 5倍。所述主后刀面5上的第二切削刃CG為加工弧形擠壓成形面1前的主后刀面5上原第二切削刃BC長度的0. 4-0. 5倍。本實(shí)用新型的整體式外翅片管成形刀具的擠壓成形面1為弧形曲面，可由磨床或電火花加工而成，在翅片加工過程中起成形作用。本實(shí)用新型的整體式外翅片管成形刀具的主切削刃2為弧線，為弧形曲面擠壓成形面和后刀面的相交線，在加工過程中為主切削刃。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的外翅片管成形刀具加工出的整體式外翅片管由于是一體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊；翅片強(qiáng)度高，翅片與基管一體，不存在接觸熱阻。2、本實(shí)用新型的外翅片管成形刀具加工出的整體式外翅片管具有很大的比表面積，大大強(qiáng)化了蒸汽冷凝與對流傳熱性能，可以在能源化工、制冷、電子散熱等領(lǐng)域應(yīng)用。3、使用本實(shí)用新型的外翅片管成形刀具的加工工藝簡單，生產(chǎn)效率高，在翅片擠壓成形的過程中不產(chǎn)生廢料，可以在大批量工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。4、本實(shí)用新型的外翅片管成形刀具的制造簡單，擠壓成形面為弧形曲面，可由磨床或電火花加工而成。

圖1為本實(shí)用新型整體式外翅片管成形刀具結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為使用本實(shí)用新型整體式外翅片管成形刀具的外翅片管加工示意圖。圖3為本實(shí)用新型經(jīng)現(xiàn)有成形刀具加工形成的原理圖。圖4為使用本實(shí)用新型整體式外翅片管成形刀具加工外翅片之前，經(jīng)過滾壓之后的帶有螺旋溝槽的坯管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍。如圖1所示，整體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 ；以水平面為基面，前刀面4與基面平行，主后刀面5位于刀具的最前端的平面，基面與主后刀面5之間右側(cè)的斜切面為副后刀面3 ；副后刀面3與前刀面4之間為弧形擠壓成形面1，弧形擠壓成形面1與主后刀面5的圓弧交線re為主切削刃2 ；圓弧交線re分別與主后刀面 5上相鄰的兩切削刃的第一切削刃AF和第二切削刃CG相切。優(yōu)選地，主后刀面5上的第一切削刃AF為加工弧形擠壓成形面1前的主后刀面5上原第一切削刃AB長度的0. 4-0. 5 倍。主后刀面5上的第二切削刃CG為加工弧形擠壓成形面1前的主后刀面5上原第二切削刃BC長度的0. 4-0. 5倍。如圖1、3所示，制備整體式外翅片管成形刀具時，擠壓成形面1是由前刀面4上直線F0、副后刀面3上直線GO以及主后刀面5上圓弧線re包絡(luò)形成的圓弧面。圓弧線re與主后刀面5上原第一切削刃AB和原第二切削刃BC分別相切于點(diǎn)F和G，保證BF線段長度和傳統(tǒng)刀具的第一切削刃AB長度的比值為0. 5 0. 6，對應(yīng)BG線段長度等于BF線段長度。 使用磨削加工或電火花加工弧形擠壓成形面1。刀具主后角為20° 25°，前角為0°，即前刀面4與基面平行，副后角為0°，即副后刀面3垂直于基面，刀具主偏角為18° 25°， 副偏角為55° 65°，刃傾角為0°。 如圖2所示，利用整體式外翅片管成形刀加工外翅片管時，先使用滾壓技術(shù)在光滑紫銅管上加工帶35° 45°螺旋溝槽的銅坯管(圖4)，圖4中的銅坯管上的螺旋溝槽在使用本實(shí)用新型刀具加工過程中經(jīng)過劈切、擠壓、成形三個過程。首先溝槽由于主切削刃2 的作用被劈切開，然后在弧形擠壓成形面1的作用下被擠壓形成翅片。形成的翅片較高，與基體的結(jié)合強(qiáng)度較大，具有較大的比表面積，生產(chǎn)效率較高，可以在能源化工、制冷、電子散熱等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種整體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)；以水平面為基面，前刀面(4)與基面平行，主后刀面(5)位于刀具的最前端的平面，基面與主后刀面(5)之間右側(cè)的斜切面為副后刀面(3)；其特征在于所述副后刀面(3)與前刀面 (4)之間形成弧形擠壓成形面(1)，弧形擠壓成形面(1)與主后刀面(5)的圓弧交線(re) 為主切削刃；圓弧交線分別與主后刀面上兩相鄰切削刃的第一切削刃(AF)和第二切削刃 (CG)相切。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體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)為加工弧形擠壓成形面(1)前的主后刀面(5)上原第一切削刃(AB) 長度的0. 4-0. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體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)為加工弧形擠壓成形面(1)前的主后刀面(5)上原第二切削刃(BC) 長度的0. 4-0. 5倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種整體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)；以水平面為基面，前刀面(4)與基面平行，主后刀面(5)位于刀具的最前端的平面，基面與主后刀面(5)之間右側(cè)的斜切面為副后刀面(3)；所述副后刀面(3)與前刀面(4)之間形成弧形擠壓成形面(1)，弧形擠壓成形面(1)與主后刀面(5)的圓弧交線(FG)為主切削刃；圓弧交線分別與主后刀面上兩相鄰切削刃(AF)和(CG)相切。該刀具用于加工熱交換器用整體式外翅片管，顯著提高外翅片管的加工效率，能形成高尺度的三維整體式翅片，翅片形成過程中無切屑形成，保證外翅片形成質(zhì)量的同時，有效增加了材料的利用率。
文檔編號B21D53/06GK202062019SQ20102066690
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者萬珍平, 徐燕小, 黃智成 申請人:華南理工大學(xué)