專利名稱：加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，特別涉及一種加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法。
背景技術(shù)：
在傳熱技術(shù)領(lǐng)域中，為提高傳熱管的換熱系數(shù)，通常是采用將光滑的管壁改為凹凸不平的管壁，目前，在管孔內(nèi)壁設(shè)置翅片一般是采取將翅片縱向排列或者橫向排列，使流體介質(zhì)的流動(dòng)產(chǎn)生紊亂，提高熱流介質(zhì)在傳熱過程中的波動(dòng)性。中國(guó)專利號(hào)為88102575.5的名為《三維內(nèi)肋管及加工工藝》公開了一種用刻刀在金屬圓管內(nèi)壁進(jìn)行刻切加工出排列有序的針肋及凹槽的工藝，由于該刻切加工的刀具是由10～16把小刻刀沿徑向插入刀盒構(gòu)成刀頭，刀盒用絲扣與平動(dòng)桿連接，當(dāng)平動(dòng)桿在管內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，刻刀被刀頭內(nèi)的錐體頂出而刻入管壁，隨著平動(dòng)桿繼續(xù)向前推進(jìn)，刻刀在管壁上刻出凹槽和推擠出針肋；當(dāng)平動(dòng)桿向后平動(dòng)時(shí)，刻刀由彈力拉回刀盒內(nèi)，使刀頭與管壁脫離接觸，此時(shí)所刻圓管在夾具及其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，沿其軸心線旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并同時(shí)向遠(yuǎn)離到頭的方向運(yùn)動(dòng)2～4mm，以待刀頭再次向前平動(dòng)時(shí)，刻制另一圈的針肋和凹槽。該專利雖然用刻刀在金屬圓管內(nèi)壁刻切出排列有序的針肋，使傳熱管的換熱系數(shù)可達(dá)光管換熱系數(shù)的1.5～3.5倍。然而，采用該工藝在圓管內(nèi)壁刻切出的是一圈圈與圓管橫截面平行的橫向排列的針肋，這種橫向排列的針肋雖然能夠?qū)е铝黧w介質(zhì)的流動(dòng)產(chǎn)生紊亂，提高傳熱管的換熱系數(shù)，但是因?yàn)樵摴に囀遣捎?0～16把沿徑向插入刀盒的小刻刀在圓管內(nèi)壁同時(shí)刻切，因其刻刀數(shù)量多，進(jìn)給阻力大，故而吃刀淺，刻切出的針肋厚度一般在0.3mm以內(nèi)，由于厚度薄，傳熱管使用時(shí)在流體介質(zhì)的壓力作用下會(huì)大量斷裂掉落，影響傳熱管的正常使用；而且為減小進(jìn)給阻力，刻刀也窄，其刻切出的針肋面積也小，使換熱系數(shù)無法進(jìn)一步提高。怎樣提高針肋的強(qiáng)度和增大單片面積，使傳熱管強(qiáng)化傳熱的換熱系數(shù)能夠進(jìn)一步提高，在能源緊張的社會(huì)現(xiàn)狀中具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法，它能在傳熱管的孔內(nèi)加工出呈螺旋排列的強(qiáng)度高面積大的翅片，進(jìn)一步提高換熱系數(shù)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用在空心刀桿上一體制作有2～6個(gè)間隔均布于端部的刀頭的專用刨刀，刀頭在空心刀桿內(nèi)間隙配合的帶錐面的內(nèi)芯導(dǎo)向下進(jìn)給，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翹起的翅片，其具體步驟如下首先，把金屬圓管裝夾固定在機(jī)床上，將專用刨刀伸進(jìn)金屬圓管內(nèi)，使空心刀桿內(nèi)間隙配合的內(nèi)芯的錐面靜止于加工翅片的位置，刨刀向前做軸向進(jìn)給的同時(shí)，刀頭由內(nèi)芯的錐面導(dǎo)向沿著錐面小端向大端位移做徑向進(jìn)給，吃進(jìn)金屬圓管內(nèi)壁≤1mm，在金屬圓管內(nèi)壁刨切出2～6個(gè)翅片，此后刨刀軸向后退，刀頭沿著內(nèi)芯錐面的大端向小端位移復(fù)位；隨后，將金屬圓管繞軸心旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并向前沿2～60度的螺旋線升角軸向位移，定位后，重復(fù)上述動(dòng)作刨切出另外的2～6個(gè)翅片，如此反復(fù)，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翅片。
由于采用了上述方案，采用在空心刀桿上一體制作有2～6個(gè)間隔均布于端部的刀頭的專用刨刀，由于刀頭、刀桿一體制作，刀頭數(shù)量又嚴(yán)格控制在6個(gè)以內(nèi)，既保證了刨刀刀頭的強(qiáng)度，進(jìn)給有力吃刀深，能達(dá)到1mm以上，又使刀頭的寬度能夠增大，故而能在金屬圓管內(nèi)壁刨切出厚度厚、面積大的翅片，在流體介質(zhì)的壓力下不會(huì)斷裂脫落，有利于提高換熱系數(shù)。刨切加工時(shí)，專用刨刀伸進(jìn)金屬圓管內(nèi)，使空心刀桿內(nèi)間隙配合的內(nèi)芯的錐面靜止于加工翅片的位置，刨刀向前做軸向進(jìn)給的同時(shí)，刀頭由內(nèi)芯的錐面導(dǎo)向沿著錐面小端向大端位移做徑向進(jìn)給，深吃進(jìn)金屬圓管內(nèi)壁，刨切出2～6個(gè)翅片。待刨刀軸向后退刀頭復(fù)位后，將金屬圓管繞軸心旋轉(zhuǎn)5～60度，確定待刨切翅片與已刨切翅片片間的周向距離，將金屬圓管向前沿2～60度的螺旋線升角軸向位移，確定待刨切翅片的軸向位置，定位后，重復(fù)上述動(dòng)作刨切出另外的2～6個(gè)翅片；如此反復(fù)，就能夠在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翅片。這種在金屬圓管的內(nèi)壁呈螺旋狀排列的若干翹起的翅片能夠使通過管內(nèi)的流體介質(zhì)形成旋轉(zhuǎn)渦流，減少平流層，進(jìn)一步提高換熱系數(shù)。由于采用2～6個(gè)刀頭的專用刨刀，使金屬圓管內(nèi)壁刨切出的翅片能夠形成兩線或多線螺旋排列，其中以兩個(gè)刀頭吃刀最深，刨切出的翅片面積最大、厚度最厚。
本發(fā)明加工方法加工出的傳熱管，其換熱系數(shù)為光管的5～8倍，為現(xiàn)有的內(nèi)翅片采取縱向或者橫向排列的傳熱管的2～3倍，其效果已超過目前的其他強(qiáng)化傳熱管，由此可有效地降低能源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為采用一個(gè)刀頭的專用刨刀的示意圖；圖2為加工出的傳熱管孔內(nèi)螺旋翅片的示意圖。
具體實(shí)施例方式
采用在空心刀桿1上一體制作有兩個(gè)對(duì)稱地位于端部的刀頭2的專用刨刀，刀頭在空心刀桿內(nèi)間隙配合的帶錐面的內(nèi)芯3導(dǎo)向下進(jìn)給(如圖1所示)，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翹起的翅片，其具體步驟如下首先，把金屬圓管裝夾固定在機(jī)床上，將專用刨刀伸進(jìn)金屬圓管內(nèi)，使空心刀桿內(nèi)間隙配合的內(nèi)芯的錐面靜止于加工翅片的位置，內(nèi)芯的動(dòng)作由機(jī)床控制，刨刀在機(jī)床動(dòng)力的帶動(dòng)下向前做軸向進(jìn)給，與此同時(shí)，兩個(gè)刀頭由內(nèi)芯的錐面導(dǎo)向沿著錐面小端向大端位移做徑向進(jìn)給，吃進(jìn)金屬圓管內(nèi)壁，刨刀繼續(xù)進(jìn)給，在金屬圓管內(nèi)壁刨切出一個(gè)厚1mm、寬3mm、高5mm的翅片。翅片的厚度由刀頭徑向進(jìn)給量決定，翅片的寬度由刀頭寬度決定，翅片的高度由刨刀進(jìn)給量決定。此后刨刀軸向后退，刀頭沿著內(nèi)芯錐面的大端向小端位移復(fù)位。隨后，將金屬圓管繞軸心旋轉(zhuǎn)5-60度左右，并向前沿2～60度的螺旋線升角軸向位移，定位后，重復(fù)上述動(dòng)作刨切出另外的一個(gè)翅片。如此反復(fù)，在金屬圓管4的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翅片5(如圖2所示)。
按上述方法就能夠在金屬圓管內(nèi)壁刨切出高≤5mm、寬≤5mm、厚≤1mm的呈螺旋狀排列的若干翅片。
本發(fā)明方法采用的專用刨刀的刀頭為2～6個(gè)，采用兩個(gè)以上刀頭時(shí)，其刀頭間隔均布于空心刀桿的端部，用上述的方法步驟進(jìn)行刨切加工，可以刨切出多線的呈螺旋狀排列的若干翅片，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
由于采用上述方法在傳熱管內(nèi)加工出了呈螺旋狀排列的若干翅片，能夠增強(qiáng)管內(nèi)流體介質(zhì)流動(dòng)方向的變化和介質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性，使其形成旋轉(zhuǎn)渦流，減少平流層，提高換熱系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法，其特征在于采用在空心刀桿上一體制作有2～6個(gè)間隔均布于端部的刀頭的專用刨刀，刀頭在空心刀桿內(nèi)間隙配合的帶錐面的內(nèi)芯導(dǎo)向下進(jìn)給，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翹起的翅片，其具體步驟如下首先，把金屬圓管裝夾固定在機(jī)床上，將專用刨刀伸進(jìn)金屬圓管內(nèi)，使空心刀桿內(nèi)間隙配合的內(nèi)芯的錐面靜止于加工翅片的位置，刨刀向前做軸向進(jìn)給的同時(shí)，刀頭由內(nèi)芯的錐面導(dǎo)向沿著錐面小端向大端位移做徑向進(jìn)給，吃進(jìn)金屬圓管內(nèi)壁≤1mm，在金屬圓管內(nèi)壁刨切出2～6個(gè)翅片，此后刨刀軸向后退，刀頭沿著內(nèi)芯錐面的大端向小端位移復(fù)位；隨后，將金屬圓管繞軸心旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并向前沿2～60度的螺旋線升角軸向位移，定位后，重復(fù)上述動(dòng)作刨切出另外的2～6個(gè)翅片，如此反復(fù)，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法，其特征在于金屬圓管繞軸心旋轉(zhuǎn)的角度為5～60度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法，其特征在于在金屬圓管內(nèi)壁刨切出的翅片每片的高≤5mm，由刨刀的軸向進(jìn)給行程決定，每片的寬≤5mm，由刨刀刀頭的寬度決定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加工傳熱管的孔內(nèi)螺旋翅片的方法，該方法采用在空心刀桿上一體制作有2～6個(gè)間隔均布于端部的刀頭的專用刨刀，刀頭在空心刀桿內(nèi)間隙配合的帶錐面的內(nèi)芯導(dǎo)向下進(jìn)給，在金屬圓管的內(nèi)壁依次刨切出呈螺旋狀排列的若干翹起的翅片。本發(fā)明加工出的呈螺旋排列的若干翅片強(qiáng)度高、面積大，能進(jìn)一步提高換熱系數(shù)，而且翅片不會(huì)在工作過程中斷裂脫落，其傳熱效率超過以前的任何強(qiáng)化傳熱管。
文檔編號(hào)F28F1/40GK1887490SQ200610054498
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者張產(chǎn)國(guó) 申請(qǐng)人:張產(chǎn)國(guó)