本发明涉及一种超长的具有内肋的金属管材加工工艺及为实施该加工工艺而专门设计的加工装置，属于无切屑金属加工中管材内肋成型技术领域。 在金属管材（例如紫铜管）的内壁加工出内肋，能制成高效换热管。对于定尺限长的金属管材的内肋成型工艺已有较成熟的技术，中国专利92203648.3中公开了一种对限长铜管进行内肋成型的专用加工设备。但对于长度不限定的超长金属管材（行业上习惯称为“盘管”）的内肋成型工艺及设备，国内外则均未见文献报道。
本发明的目的在于公开一种内肋盘管加工工艺，本发明的目的还在于提供为实施上述工艺而专门设计的加工装置。
本发明公开的加工工艺是在对被加工管材持续的牵引拉拔过程中完成缩径-内肋成型，一个作用于内肋成型模头部位管壁外侧的连续滚动的向心挤压力，这个挤压力在所述部位的管材横截面线上多点均布，所述内肋成型模头依赖缩径芯头的轴向限位获得支承，所述内肋成型方式为螺旋齿方式。
本发明所述的相对应于内肋模头的向心挤压力由行星辊压方式产生，行星辊压的自转轴线与被加工管材的轴线，即行星架轴线互为异面直线。
根据不同需要螺旋内肋可以经挤压或切削两种方式产生，后一种方式可显著降低牵引管材所需的拉拔力。
为实施上述工艺所专门设计的加工装置，包括一个置于被加工管材腔内的缩径成肋工具组合，主要由缩径游动芯头和内肋成型模头组成，内肋成型模头可转动地与游动芯头同轴支承连接，所述内肋模头至少具有侧螺旋齿，还包括一个设于被加工管材壁外的缩径挤压部件，与所述游动芯头对应设置，其中与内肋模头对应设置的外挤压部件为一个行星辊轮机构，辊轮均布于行星架上，行星架经传动机构驱动，另外，它还包括一个被加工管材的拉拔机构。
所述行星辊轮机构中行星辊轮轴线与行星架轴线为异面直线，即辊压时接触部位辊轮柱面母线与管壁母线不重合，成一定角度夹角。
为减小内肋模头支承部位的转动磨擦力，在内肋成型模头与游动芯头的轴向支承部位设有含固体润滑剂的平垫，固体润滑剂设在平垫的端面小孔内。
内肋模头一般采用两种形式，一种是设有侧螺旋齿的挤压成型模头，另一种是设有侧螺旋切削齿和端面切削刃的切削成型模头，前者使管内壁挤压成肋，后者则为切削成肋，显然后一种的操作阻力远低于前一种。
本发明所公开的加工工艺及装置，为不定尺超长盘管的内肋成型提供一种实用的技术方案，特别适用于小径薄壁铜管或铝管的加工，采用这种技术方案所加工产品（即高效换热管）的工艺参数应能达到设计要求，所需专用设备则应具有易于制造且宜于与现有拔管设备配套的优点。
下面结合附图和实施例对本发明作具体说明。
图1是内肋盘管加工装置整体结构简图;
图2是内肋成型总成的一种结构方式;
图3是产品外径可调的内肋成型总成结构简图;
图4是带空心同轴驱动电机的内肋成型总成;
图5是行星轮轴线与管轴线关系图;
图6是链条式盘管拉拔牵引机构结构简图;
图7是图6的局部放大图;
图8是图7的A-A剖视图;
图9是切削模头示意图;
图10是润滑平垫结构简图;
图1为内肋盘管加工装置的一种整体示意图，图中被加工管材依次通过内肋成型总成2和牵引机构3，它们分别由独立的动力机构驱动。当内肋成型作为拔管设备的一个连续工序时，可直接利用原设备的牵引机构，例如大直径牵引盘，省去专用的牵引机构3。
内肋成型总成主要由二部分组成，即设在盘管内腔的内肋成型模头和游动芯头组合以及设在盘管外的挤压机构。本发明提供以下三个实施例。
例1由图2所示。图中锥面游动芯头23和内肋模头22经连接螺栓20、螺母21同轴连接，在螺栓20与芯头23的端面之间还设有润滑用垫圈24，上述部件构成管内成型机构。在被加工的盘管34的外部设有一个行星辊轮挤压机构，至少有3个行星辊轮28经行星轮轴27均布于行星架26、31上，行星架26、31分别处于行星辊轮28的两侧，对辊轮形成简支承，它们又经轴承25支承于轴承支座36和轴承压盖30上。皮带轮32经键33与行星架31外端固连，电机经皮带35驱动皮带轮32。在本实施例中所采用的行星辊轮28由一个锥面和一个圆柱面组成，其圆锥面与管内的游动芯头23对应，完成缩径，其圆柱面与管内的模头22对应，完成内肋成型。这种结构不使用固定缩径外模，所以所需操作拉拔力较小，但行星辊轮28承受轴向力，故需在其轴向支承面增设轴承29。这种装置所加工的盘管外径固定，不可调。
例2公开一种加工口径可调节的盘管内肋成型机构，如图3所示。图中行星辊轮28悬臂支承于行星架26上，其行星轮轴27为偏心轴，偏心轴的另一端设有行星齿轮44，与内齿圈41传动连接，内齿圈41上设皮带槽，电机经皮带35驱动内齿圈41转动。这个内齿圈41还支承在行星架26上，一个止动销42与行星架26固连，其外端处于内齿圈41的一个条状孔内，行星架26仍经轴承25支承于轴承支座36及轴承端盖30上。在轴承支座36的另一端还设有一个拉模架43，缩径拉模40固定其中。本例中行星辊轮28只完成径向挤压作用，只设圆柱工作面，所以不承受轴向力。管内的模头22与芯头23拉开一段距离，由一长螺栓20和螺母21连接。操作时当内齿圈41转动时，先带行星齿轮44旋动，使偏心轴27转过一个角度，将行星辊轮28压下，与被加工盘管34接触，此时由于行星齿轮44不能再转动，所以行星架26开始与内齿圈41同步旋转。止动销42可以在限定位置直接承受内齿圈41的转矩。在行星齿轮44上还设有复位扭簧（未画出），扭簧一端与行星架26连接，另一端与行星齿轮44连接，这样当内齿圈41地驱动力撤除后，行星齿轮44向复位方向转动，使行星辊轮28自动抬起，离开盘管34外侧面。
上述两例中行星架均经皮带传动，使行星架的转速受限制。例3提供一个用于高速成型的装置，如图4所示。图中行星架26、31和行星辊轮28的基本结构如图2，一个带空心轴的高速电机47，作为驱动电机，其空心轴46直接与行星架26的外端螺纹连接，而不再使用皮带轮传动。盘管34直接穿过电机47的空心轴46，轴承架36可直接在电机47的端盖上连接。
本发明中行星辊轮28的轴线与盘管34的轴线为异面直线关系，即行星辊轮28盘管34在接触部位的柱面母线成一个小角度夹角。它们的关系如图5所示，图中直线L1为盘管34的轴线，即行星架轴线，直线L2为未偏转的理想行星轮轴线，直线L3则为行星辊轮28的实际轴线，L2和L3处于平面S内，一般该平面与L2和L1所确定的平面垂直，由于L2和L3成一个夹角，导致挤压部位的柱面母线L4（管壁母线）与L5（辊轮面母线）也成一个夹角。图中K为盘管拉拔方向，P为行星辊轮28的旋转方向。
本发明为盘管牵引机构专门设计了一种链传动机构，如图6、图7和图8所示，图7为图6的Ⅰ局部放大，图8为图7的A-A视图。图中两套链传动对称地设在盘管34两侧，主动链轮51、52反向转动，使中间的链条53、54同向运动。在链条的托板55、56上设置拉拔掌57、58，拉拔掌中央设有半圆槽，恰好可将被加工管抱合。在中央链条的外侧设有压链板61、62，其端部支承于链条的滚子59、60上，压链板61、62的外侧，还设有压紧螺栓63、64，以调节拉拔掌对盘管的抱合力。
图9为一种切削成肋模头示意图，它具有侧螺旋齿70，还设有前端面切削刃71，这种模头将管内壁切削成肋，可有效降低加工阻力。
图10为设在成肋模头和游动芯头支承部位的润滑平垫示意图，在其端面上开有犬牙交错的小孔72，孔内存有固体润滑剂73。当平垫受压时，固体润滑剂73被挤出至支承端面，起润滑作用。