本發(fā)明屬于管殼式換熱器螺旋式折流板成型加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋式折流板的加工方法。

背景技術(shù)：

管殼式換熱器在化工、石油、動(dòng)力、核能利用等工業(yè)領(lǐng)域中占有重要地位，其具有結(jié)構(gòu)簡單、傳熱系數(shù)高、承受壓力高、便于清潔等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的弓形折流板式換熱器應(yīng)用最為普遍，但該型折流板存在殼程側(cè)流體流向改動(dòng)頻繁，且容易存在漏流等現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱器殼程的壓降較大，容易出現(xiàn)流動(dòng)盲區(qū)，且容易積垢；另外若殼程流量流速較大，容易誘導(dǎo)換熱管的振動(dòng)，縮短了換熱器的使用壽命。

針對以上管殼式換熱器殼程弓形折流板的缺陷，采用螺旋式折流板可以有效的避免弓形折流板的缺陷，螺旋式折流板可以使殼程流體呈連續(xù)的螺旋向流動(dòng)，可以有效的避免壓降、減少對換熱管的沖擊并增大換熱效率，尤其適用于粘性較大的流體。但目前連續(xù)型螺旋折流板的制造成型較為困難，制約了螺旋板型換熱器的發(fā)展與推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決連續(xù)型螺旋式折流板成型困難的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的螺旋式折流板的加工方法，采用該方法加工成型后的螺旋折流板零件，其螺距尺寸、外圓尺寸以及管孔同心度能夠滿足各種精度的成型及使用要求。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種螺旋式折流板的加工方法，包括以下步驟：

s1、螺旋折流板壓制成型模具的制造，具體步驟如下：

s11、根據(jù)螺旋折流板的螺距，內(nèi)、外圓尺寸圖在三維圖中建立螺旋折流板的三維模型，并以此為基準(zhǔn)建立螺旋折流板壓制成型模具的模型；

s12、螺旋折流板壓制成型模具分為上下模，均采用站筋模與敷面板的形式；

s13、根據(jù)建造的螺旋折流板壓制成型模具的模型，在三維軟件中放樣出模具站筋板厚度方向與螺旋折流板表面的相貫線，用于筋板下料與加工；

s14、壓制模具的建造工藝流程，具體步驟如下：

s141、上下模具的底板、各筋板下料；

s142、在底板上劃各筋板位置線，找正點(diǎn)固，確認(rèn)合格后，最終施焊成型；

s143、適當(dāng)修磨上下模具的筋板，保證螺旋折流板壓制成型模具的螺距滿足要求，并保證上下模具筋板間一一對應(yīng)，且能夠貼合；

s144、將上下模具固定在壓機(jī)上，壓制模具面板，并將模具面板與筋板間焊接成型，檢測模具螺旋弧度尺寸合格，備用；

s2、螺旋折流板的壓制成型，具體步驟如下：

s21、螺旋折流板壓制成型模具建造完成后，放樣展開得出螺旋折流板零件的下料尺寸圖，單邊預(yù)留一定的余量，并根據(jù)電子圖進(jìn)行下料；

s22、將螺旋折流板壓制成型模具安裝至壓機(jī)，并找正，上下模具的筋板對正，確保螺旋折流板壓制過程中受力均勻；

s23、將單片待壓制成型的螺旋折流板邊緣修磨去除銳角后，與螺旋折流板壓制成型模具的下模點(diǎn)固；

s24、使用壓機(jī)緩慢將上下模具壓實(shí)，模具面板與螺旋折流板間應(yīng)無間隙，單片螺旋折流板初步壓制成型；

s25、根據(jù)步驟s24將所有螺旋折流板逐片初步壓制成型后，重新將所有初步壓制成型的螺旋折流板疊加在一起，并使用上下模具壓實(shí)并點(diǎn)固；

s26、壓實(shí)后，施焊連接工裝，將上下模具連接緊固；

s27、根據(jù)消應(yīng)力熱定型的工藝對螺旋折流板進(jìn)行熱處理，消除成形應(yīng)力，防止其回彈；

s28、熱定型熱處理完成后，將所有螺旋折流板與下模固定，所有螺旋折流板形成待加工孔位的螺旋折流板組件；

s29、重新車加工螺旋折流板壓制成型模具上下模的底板見平，作為后續(xù)孔位加工的基準(zhǔn)；

s210拆除螺旋折流板壓制上下模具的連接筋板，去除上模，下模以及螺旋折流板組件轉(zhuǎn)入后續(xù)孔位加工工序；

s3、螺旋折流板的孔位加工，具體步驟如下：

s31、以壓制模具底板面為基準(zhǔn)找正螺旋折流板，復(fù)測螺距尺寸，并加工螺旋折流板組件的中心孔；

s32、制造一根芯棒，芯棒直徑尺寸與螺旋折流板組件的中心孔尺寸一致，將芯棒塞入螺旋折流板組件的中心孔，作為螺旋折流板鉆孔的中心基準(zhǔn)；

s33、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)，加工螺旋折流板組件上的換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔光潔度，并保證螺旋折流板組件各螺旋折流板管孔間的同心度；

s34、以螺旋折流板中心線為基準(zhǔn)，鏜銑以及車加工螺旋折流板至最終尺寸。

其中，步驟s141中，為保證尺寸精度，上下模具的筋板在下料后應(yīng)進(jìn)行刨加工；為明確劃線基準(zhǔn)，模具底板應(yīng)在車加工兩面見平，以及車加工外圓后劃線。

步驟s33中，具體開孔方法如下：

s331、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)使用銑刀將所有鉆孔區(qū)域事先锪平；

s332、在加工中心使用銑刀加工螺旋折流板管孔一定深度后，換中心鉆引孔；

s333、使用高速鉆頭鉆加工底孔成型；

s334、使用成型銑刀，精加工換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔光潔度，并保證各螺旋折流板管孔間的同心度。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有至少以下有益效果：

(1)通過本發(fā)明方法冷壓成型、熱處理定型以及整體組件鉆孔成型得到的螺旋折流板，既能夠滿足螺距的尺寸要求，又能夠保證各螺旋折流板間的同心度要求。通過控制壓制模具、熱定型的曲線及控制孔位的加工的刀具與工序，基本可以滿足各種精度的螺旋折流板成型以及使用要求。

(2)螺旋折流板壓制成型模具不僅作為成型模具使用，同時(shí)作為熱定型模具以及螺旋折流板組件孔位鉆孔工裝使用，大大提高了工藝可行性、成型質(zhì)量及加工效率。

(3)在加工螺旋折流板的管孔時(shí)，將各螺旋折流板作為一個(gè)整體組件使用工裝芯棒來確定布孔中心，利于保證各螺旋折流板間的同心度。

(4)螺旋折流板孔位加工工序?yàn)殂@孔前锪平，中心鉆引孔，高速鉆鉆底孔，最終使用銑刀精加工孔位尺寸，可以保證孔位加工精度。

本發(fā)明采用上述方案成型后的螺旋折流板零件，其表面成型光順，螺距尺寸滿足要求，螺旋折流板孔位尺寸以及各螺旋折流板間的孔位同心度均滿足使用要求，適于工業(yè)化推廣應(yīng)用。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中螺旋折流板壓制成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是采用本發(fā)明實(shí)施例中螺旋折流板壓制成型模具壓制單片螺旋折流板時(shí)的狀態(tài)參考圖；

圖3是初步壓制成型的單片螺旋折流板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是將所有初步壓制成型的螺旋折流板疊加在一起、并使用模具壓實(shí)進(jìn)行熱定型時(shí)的狀態(tài)參考圖；

圖5是將所有螺旋折流板與下模固定、將芯棒塞入螺旋折流板組件的中心孔時(shí)的狀態(tài)參考圖；

圖6是螺旋折流板的換熱管孔位加工好后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

參考圖1至圖6，一種螺旋式折流板的加工方法，包括以下步驟：

s1、參考圖1，螺旋折流板壓制成型模具10的制造，具體步驟如下：

s11、根據(jù)螺旋折流板的螺距，內(nèi)、外圓尺寸圖在三維圖中建立螺旋折流板的三維模型，并以此為基準(zhǔn)建立螺旋折流板壓制成型模具的模型；

s12、螺旋折流板壓制成型模具10分為上下模，均采用站筋模與敷面板的形式；

s13、根據(jù)建造的螺旋折流板壓制成型模具的模型，在三維軟件中放樣出模具站筋板厚度方向與螺旋折流板表面的相貫線，用于筋板下料與加工；

s14、壓制模具的建造工藝流程，具體步驟如下：

s141、上下模具的底板11、各筋板12下料；

s142、在底板11上劃各筋板12位置線，找正點(diǎn)固，確認(rèn)合格后，最終施焊成型；

s143、適當(dāng)修磨上下模具的筋板12，保證螺旋折流板壓制成型模具的螺距滿足要求，并保證上下模具筋板間一一對應(yīng)，且能夠貼合；

s144、將上下模具固定在壓機(jī)上，壓制模具面板13，并將模具面板13與筋板12間焊接成型，檢測模具螺旋弧度尺寸合格，備用；

s2、螺旋折流板的壓制成型，具體步驟如下：

s21、螺旋折流板壓制成型模具建造完成后，放樣展開得出螺旋折流板零件的下料尺寸圖，單邊預(yù)留一定的余量，并根據(jù)電子圖進(jìn)行下料；

s22、將螺旋折流板壓制成型模具安裝至壓機(jī)，并找正，上下模具的筋板對正，確保螺旋折流板壓制過程中受力均勻；

s23、將單片待壓制成型的螺旋折流板邊緣修磨去除銳角后，與螺旋折流板壓制成型模具的下模點(diǎn)固；

s24、參考圖2，使用壓機(jī)緩慢將上下模具壓實(shí)，模具面板與螺旋折流板間應(yīng)無間隙，單片螺旋折流板20初步壓制成型，如圖3；

s25、根據(jù)步驟s24將所有螺旋折流板逐片初步壓制成型后，參考圖4，重新將所有初步壓制成型的螺旋折流板20疊加在一起，并使用上下模具壓實(shí)并點(diǎn)固；

s26、壓實(shí)后，施焊連接工裝，將上下模具連接緊固；

s27、根據(jù)消應(yīng)力熱定型的工藝對螺旋折流板進(jìn)行熱處理，消除成形應(yīng)力，防止其回彈；熱處理是在熱處理爐中進(jìn)行熱處理的，其中熱處理曲線根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出；

s28、熱定型熱處理完成后，將所有螺旋折流板20與下模固定，所有螺旋折流板形成待加工孔位的螺旋折流板組件；

s29、重新車加工螺旋折流板壓制成型模具上下模的底板見平，作為后續(xù)孔位加工的基準(zhǔn)；

s210拆除螺旋折流板壓制上下模具的連接筋板，去除上模，下模以及螺旋折流板組件轉(zhuǎn)入后續(xù)孔位加工工序；

s3、螺旋折流板的孔位加工，具體步驟如下：

s31、以壓制模具底板面為基準(zhǔn)找正螺旋折流板，復(fù)測螺距尺寸，并加工螺旋折流板組件的中心孔21；

s32、制造一根芯棒30，芯棒30直徑尺寸與螺旋折流板組件的中心孔21尺寸一致，參考圖5，將芯棒30塞入螺旋折流板組件的中心孔21，作為螺旋折流板鉆孔的中心基準(zhǔn)；這樣將各螺旋折流板作為一個(gè)整體組件使用工裝芯棒來確定布孔中心，利于保證各螺旋折流板間的同心度；

s33、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)，加工螺旋折流板組件上的換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔22光潔度，并保證螺旋折流板組件各螺旋折流板管孔間的同心度；

s34、以螺旋折流板中心線為基準(zhǔn)，鏜銑以及車加工螺旋折流板至最終尺寸，參考圖6。

其中，步驟s141中，為保證尺寸精度，上下模具的筋板在下料后應(yīng)進(jìn)行刨加工；為明確劃線基準(zhǔn)，模具底板應(yīng)在車加工兩面見平，以及車加工外圓后劃線。

步驟s33中，具體開孔方法如下：

s331、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)使用銑刀將所有鉆孔區(qū)域事先锪平；

s332、在加工中心使用銑刀加工螺旋折流板管孔一定深度后，換中心鉆引孔；

s333、使用高速鉆頭鉆加工底孔成型；

s334、使用成型銑刀，精加工換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔光潔度，并保證各螺旋折流板管孔間的同心度。

本發(fā)明采用上述方案成型后的螺旋折流板零件，其表面成型光順，螺距尺寸滿足要求，螺旋折流板孔位尺寸以及各螺旋折流板間的孔位同心度滿足要求。

該成型方案中，主要的部分在于螺旋折流板壓制成型模具制造，由于工件的成型及熱定型的最終成型精度主要是依靠模具的精度與剛度來控制；因此用來壓制螺旋折流板的模具的螺距應(yīng)與螺旋折流板的螺距一致或稍大；同時(shí)具有較高剛度與強(qiáng)度，防止在熱處理過程中因模具的剛度或強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致工件的成型尺寸超差。另外，在螺旋折流板的機(jī)加工工序中，需明確加工基準(zhǔn)，并根據(jù)合理的工序以及合適的刀具加工螺旋折流板管孔，以保證孔位尺寸以及管孔同心度。

通過優(yōu)化壓制模具的結(jié)構(gòu)，選擇加工精度更高的機(jī)床以及使用更好的刀具，可以使得螺旋折流板成型以及孔位加工精度滿足更高的使用要求。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種螺旋式折流板的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1、螺旋折流板壓制成型模具的制造，具體步驟如下：

s11、根據(jù)螺旋折流板的螺距，內(nèi)、外圓尺寸圖在三維圖中建立螺旋折流板的三維模型，并以此為基準(zhǔn)建立螺旋折流板壓制成型模具的模型；

s12、螺旋折流板壓制成型模具分為上下模，均采用站筋模與敷面板的形式；

s13、根據(jù)建造的螺旋折流板壓制成型模具的模型，在三維軟件中放樣出模具站筋板厚度方向與螺旋折流板表面的相貫線，用于筋板下料與加工；

s14、壓制模具的建造工藝流程，具體步驟如下：

s141、上下模具的底板、各筋板下料；

s142、在底板上劃各筋板位置線，找正點(diǎn)固，確認(rèn)合格后，最終施焊成型；

s143、適當(dāng)修磨上下模具的筋板，保證螺旋折流板壓制成型模具的螺距滿足要求，并保證上下模具筋板間一一對應(yīng)，且能夠貼合；

s144、將上下模具固定在壓機(jī)上，壓制模具面板，并將模具面板與筋板間焊接成型，檢測模具螺旋弧度尺寸合格，備用；

s2、螺旋折流板的壓制成型，具體步驟如下：

s21、螺旋折流板壓制成型模具建造完成后，放樣展開得出螺旋折流板零件的下料尺寸圖，單邊預(yù)留一定的余量，并根據(jù)電子圖進(jìn)行下料；

s22、將螺旋折流板壓制成型模具安裝至壓機(jī)，并找正，上下模具的筋板對正，確保螺旋折流板壓制過程中受力均勻；

s23、將單片待壓制成型的螺旋折流板邊緣修磨去除銳角后，與螺旋折流板壓制成型模具的下模點(diǎn)固；

s24、使用壓機(jī)緩慢將上下模具壓實(shí)，模具面板與螺旋折流板間應(yīng)無間隙，單片螺旋折流板初步壓制成型；

s25、根據(jù)步驟s24將所有螺旋折流板逐片初步壓制成型后，重新將所有初步壓制成型的螺旋折流板疊加在一起，并使用上下模具壓實(shí)并點(diǎn)固；

s26、壓實(shí)后，施焊連接工裝，將上下模具連接緊固；

s27、根據(jù)消應(yīng)力熱定型的工藝對螺旋折流板進(jìn)行熱處理，消除成形應(yīng)力，防止其回彈；

s28、熱定型熱處理完成后，將所有螺旋折流板與下模固定，所有螺旋折流板形成待加工孔位的螺旋折流板組件；

s29、重新車加工螺旋折流板壓制成型模具上下模的底板見平，作為后續(xù)孔位加工的基準(zhǔn)；

s210拆除螺旋折流板壓制上下模具的連接筋板，去除上模，下模以及螺旋折流板組件轉(zhuǎn)入后續(xù)孔位加工工序；

s3、螺旋折流板的孔位加工，具體步驟如下：

s31、以壓制模具底板面為基準(zhǔn)找正螺旋折流板，復(fù)測螺距尺寸，并加工螺旋折流板組件的中心孔；

s32、制造一根芯棒，芯棒直徑尺寸與螺旋折流板組件的中心孔尺寸一致，將芯棒塞入螺旋折流板組件的中心孔，作為螺旋折流板鉆孔的中心基準(zhǔn)；

s33、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)，加工螺旋折流板組件上的換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔光潔度，并保證螺旋折流板組件各螺旋折流板管孔間的同心度；

s34、以螺旋折流板中心線為基準(zhǔn)，鏜銑以及車加工螺旋折流板至最終尺寸。

2.如權(quán)利要求1所述的螺旋式折流板的加工方法，其特征在于：步驟s141中，上下模具的筋板在下料后進(jìn)行刨加工。

3.如權(quán)利要求1所述的螺旋式折流板的加工方法，其特征在于：步驟s141中，模具底板在車加工兩面見平及加工外圓劃線筋板位置線。

4.如權(quán)利要求1所述的螺旋式折流板的加工方法，其特征在于：步驟s33中，具體開孔方法如下：

s331、在加工中心根據(jù)螺旋折流板布孔圖以及中心基準(zhǔn)使用銑刀將所有鉆孔區(qū)域事先锪平；

s332、在加工中心使用銑刀加工螺旋折流板管孔一定深度后，換中心鉆引孔；

s333、使用高速鉆頭鉆加工底孔成型；

s334、使用成型銑刀，精加工換熱管孔位尺寸至最終尺寸要求，控制成型孔位公差以及管孔光潔度，并保證各螺旋折流板管孔間的同心度。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于管殼式換熱器螺旋式折流板成型加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋式折流板的加工方法。其包括以下步驟：S1、螺旋折流板壓制成型模具的制造；S2、螺旋折流板的壓制成型；S3、螺旋折流板的孔位加工。通過本發(fā)明方法冷壓成型、熱處理定型以及整體組件鉆孔成型得到的螺旋折流板零件，其表面成型光順，螺距尺寸滿足要求，螺旋折流板孔位尺寸以及各螺旋折流板間的孔位同心度滿足要求。螺旋折流板壓制成型模具不僅作為成型模具使用，同時(shí)作為熱定型模具以及螺旋折流板組件孔位鉆孔工裝使用，大大提高了工藝可行性、成型質(zhì)量及加工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張爭光;吳丕杰;劉鴻彥;史從俊;馬連寶;周果;朱金飛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京寶色股份公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.12.25

技術(shù)公布日：2021.05.11