[发明专利]一种制造内齿螺纹铝管的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及管材制备方法，具体涉及一种制造内齿螺纹铝管的装置及其方法。

背景技术

随着空调制冷技术的进步和发展，“以铝代铜”和在管子内增加内齿螺纹以提高换热性能等技术作为行业内优先发展的产业方向已经得到了极大的发展。众所周知，目前铝价不足铜价的30%，同时铝质量仅为铜的30%，在提倡节能减排的今天，铝代铜凸现出极强的经济价值。

由于铜铝金属间存在电位差，长时间使用后电化学腐蚀使铜管和铝翅片间热阻加大，热交换效率下降，造成能效比降低。而全铝结构管路系统则避免了这一固有缺陷，同时还减少了不同种类金属之间的焊接，有利于改善制冷系统长期使用的可靠性。

与普通铝管相比，由于内螺纹管能有效的提高管内表面积2～3倍，加之形成的湍流作用，使热传导效率提高1.3～1.5倍。据了解，目前铜管行业内的高效节能内螺纹铜管一般直径在9.52mm以下、底壁厚在0.25mm以下、齿顶角介于20°～40°。新一代的瘦高齿内螺纹铜管直径一般在7mm以下、齿高为0.20～0.24mm、齿顶角介于10°～20°之间，这种产品较普通内螺纹铜管节材5%以上，铜管内表热交换面积增加14.4%以上。

目前在传统的制管工艺中，内螺纹成型的最基本方法是通过拉伸减轻使壁厚增加的同时，在沿着置于管内芯棒上的螺纹方向产生内螺纹。

其方法之一是拉伸成型法，这种方法必需有极大的拉伸力，由于拉伸力和螺纹成型力的增加，产生发热和断管现象，此外，也导致裂纹的产生，因此，该工艺在生产厚壁管时，不适合于加工深内螺纹。

方法之二是冷轧成型法：其特点是因管材与轧辊部分接触，使拉伸负荷下降，加工过程产生的热量较少，可以形成较深的内螺纹，可以生产厚壁管；但是其缺点是管子送料速度较低，调整轧辊需要较长的时间和先进的技术，由于轧辊的支承轴决定模具的刚度，因此成品管的精度不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制造内齿螺纹铝管的装置及其方法，通过采用带旋转的内齿芯头的铝挤压模具、为内齿芯头提供相应旋转动力的辅助工装和驱动电机、以及为驱动电机提供控制信号的铝管测速装置，可以生产加工更多的铝合金牌号、更大范围的产品规格尺寸、更复杂的内齿高度和形状、更精密的内齿螺旋角度。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种制造内齿螺纹铝管的装置，包括：

对铝材施加作用力的挤压装置，

以及与挤压装置相配合的模具，模具与挤压装置形成一相互贯通的铝材通道，铝材通过铝材通道后形成铝管，

所述铝材通道内设置一固定于模具内的内齿芯头，内齿芯头将挤出的铝管内壁形成相应内齿螺纹。

优选的，所述模具包括上模和下模，铝材通道与上模和下模形成的缝隙孔连通，内齿芯头设置于缝隙孔与外界连通处，旋转芯轴贯穿上模和下模，内齿芯头固定连接旋转芯轴上，旋转芯轴一端还连接提供旋转动力的传动杆。

优选的，所述旋转芯轴的端部设置有锥形齿轮，锥形齿轮与连接驱动电机的传动杆传动连接。

优选的，所述驱动电机连接有伺服控制器，在加工完成的铝管侧还设置有一测速器，伺服控制器与测速器相互连通，测速器测定铝管的挤压速度，根据挤压速度，通过伺服控制器实时调节驱动电机的转动，使得驱动电机输送给传动杆的转速与测定的挤压速度一致。

优选的，所述挤压装置包括中空的盛锭筒以及挤压杆，所述挤压杆在盛锭筒内自由移动，并对放置盛锭筒内的铝材持续施加作用力。

一种制造内齿螺纹铝管的方法，包括以下步骤：

1）经过加热至460～510℃的铝材放置于带保温功能的盛锭筒内；

2）挤压杆对铝材持续施加作用力，使得铝材进入铝材通道和模具，并从模具的缝隙孔中挤出，其中挤压杆的挤压力≥600MPa；

3）在步骤2）的挤出过程中，测速器实时测定挤出铝管的挤出速度，将铝管的挤出速度控制在20～80m/min,模具内带有内齿螺纹形状的内齿芯头在驱动电机和传动杆的作用下，按照所测得的挤出速度作相应的同步旋转，使得挤出的铝管内壁形成相应度数的内齿螺纹。

优选的，将加工完成的铝管由盘卷装置收取，供后续使用。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：