空調(diào)鋁合金蒸發(fā)散熱器翅片模具設(shè)計案例剖析

蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取和輸出冷量的裝備 ，其換熱結(jié)果 直接影響制冷裝 置的機能 和運行的經(jīng)濟性。單位 式空調(diào)機組最經(jīng)常使用 的是翅片管式換熱器。筆者豎立 翅片管式蒸發(fā)器的數(shù)學(xué)模子 ，經(jīng)由過程 較量爭論 法式 對蒸發(fā)器進行穩(wěn)態(tài)仿真，闡發(fā)蒸發(fā) 風(fēng)量、制冷劑流量和蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)情勢 等身分 對蒸發(fā)器機能 的影響。

1　 引言

蒸發(fā)器翅片是空調(diào)散熱器的主要 零件（如圖1所示），材料為0.115mm厚的鋁箔，年產(chǎn)量達數(shù)億件，是以 必需 采取 高速級進模臨盆 。

我公司原采取 引進意年夜 利GBS高速沖模臨盆 蒸發(fā)器翅片。為下降 本錢 ，公司決意 自行設(shè)計制造KF25G空調(diào)蒸發(fā)器翅片模。此翅片模工作時要求60列同時送出，工作頻率180~200次/min，出片不變率要求年夜 于95%，要害 易損件壽命年夜 于3000萬次。

2　 工藝難點闡發(fā)

　　蒸發(fā)器翅片級進模共7個子模，14個工序，43個工位，兼容了多步拉伸、瘦語 、壓型、沖孔翻邊、卷邊、沖槽、割斷 等多種功能。設(shè)計制造難點主要表現(xiàn) 在以下4個方面：

（1）精度高。制件材料厚度0.115mm，單邊沖裁間隙小于0.004mm，模塊定位精度0.003mm，整體系體例 造精度IT4~IT5。

（2）沖次高。工作沖次高達180~200次/min，對牽引裝配 、頂料、卸料及運動 部件的活絡(luò) 度、運動靈動度等都有十分嚴酷的要求，以包管 高速沖壓下動作的靠得住 性。

（3）交換 性。所有工作部門的模塊、彈性銷、凸、凹模等主要配件要求可以或許 交換 。

（4）尺寸年夜 。除去模具首尾的進料裝配 、出料裝配 、吹風(fēng)裝配 等，僅模具焦點 本體部門尺寸就達1790mm X 1100mm X 287mm。

3　　模具設(shè)計要點

　?。?）整體 結(jié)構(gòu)。KF25G蒸發(fā)器翅片模相對 國外進口模具的一項主要 改善 ，就是可以或許 與冷凝器翅片模和 KF25W/E蒸發(fā)器翅片模通用安裝，改變了原GBS進口模具1臺沖床、一副模架只能順應(yīng) 一種產(chǎn)物 的近況 ，極年夜 輕易 了臨盆 需要。改善 的要害 在于整體 設(shè)計時應(yīng)綜合斟酌 3種模具的步距、子模結(jié)構(gòu) 、機床配套位置等身分 ，行使 CAD的優(yōu)勢，可輕易 地調(diào)劑 結(jié)構(gòu) ，進行各類 方案的比力。實踐證實 ，實現(xiàn)3類模具的通用安裝，完全可行。

蒸發(fā)器翅片模結(jié)構(gòu)如圖2所示，其工作進程 為：成卷鋁箔進進料機構(gòu)送入子模1，經(jīng)4步拉伸完成翻邊孔預(yù)成形，子模2瘦語 、壓形完成散熱百頁窗 沖壓，子模3完成沖預(yù)孔、翻邊、卷邊，子模4完成沖三角孔，再送入子模5進行縱向60列沖槽分手，子模6為步進牽引機構(gòu)，最落后 入子模7橫向割斷 ，完成全部 沖制進程 。

（2）子模1拉伸工序。因國產(chǎn)鋁箔與進口鋁箔機能 上存在必然 的差別 ，原GBS進口模具不克不及 合用 于國產(chǎn)鋁箔，沖壓時年夜 面積拉裂。經(jīng)實驗 ，要害 在于拉伸次數(shù)太少，改成 4步拉伸后完全可以順應(yīng) 國產(chǎn)鋁箔的拉伸。4步拉伸工序如圖3所示，第1、2步之間的空步是出于模具結(jié)構(gòu)上的斟酌 ，圖中各項尺寸均經(jīng)屢次 較量爭論 與實驗 得出，個中 表里 拉伸圓角很主要 ，各圓角尺寸處置欠妥 極易發(fā)生 拉裂。子模1設(shè)計成4步拉伸，必需 將其它子模的步距散布 進行響應(yīng) 調(diào)劑 ，原則上應(yīng)包管 沖床上的原漏料位、步進搖桿等附件位置不改變。

　　（3）子模3沖孔卷邊工序。如圖4所示，為了包管 卷邊工序的卷邊高度一致，設(shè)計中改變了常規(guī)的頂桿卸料體式格局 ，悉數(shù) 采取 軸套壓料卸料的結(jié)構(gòu)，消弭 頂桿卸料引發(fā) 的變形，解決了卷邊高度難以節(jié)制 的困難 。針對進口模具頂料板在高速沖壓中反映活絡(luò) 度不敷 而經(jīng)?？系膯栴}，設(shè)計采取 了分塊結(jié)構(gòu)，將頂料板分隔隔離分散 為彈性卸料板19和固定托板20，減輕運動部件重量，提高活絡(luò) 度。沖孔翻邊組件為子模3的要害 組件，精度要求極高。

（4）子模6為步進機構(gòu)。采取 彈性指狀銷拉料結(jié)構(gòu)，個中 滑動底板采取 的材料應(yīng)具有必然 的強度，采取 輕質(zhì)進口硬鋁合金板ZL102。

（5）子模5沖槽工序。子模5在使用中最凸起 的問題是沖槽凸模的調(diào)劑 ，應(yīng)調(diào)劑 頻仍 ，必需 便于操作。設(shè)計中采取 了可調(diào)劑 式壓條結(jié)構(gòu)，每一個沖槽凸模均有一條自力 的壓條來調(diào)劑 ，包管 了以起碼 的停機時候 調(diào)劑 沖槽凸模。

4　主要零部件制造工藝

翅片模加工制造年夜 量地采取 了數(shù)控加工，編程數(shù)據(jù)量龐年夜 。是以 ，一體化的CAD/CAM系統(tǒng)是必需的手藝 手段。以下就加工中的幾個難點作一簡介。

（1） 年夜 模架的加工。年夜 模架的精度是包管 整副翅片模精度的根本。重點是下模板，外形尺寸為1790mm X 1100mm X 63mm，材料為45鋼，上、下平面平行度要求小于0.02mm，高精度定位孔36個，位置度答應(yīng) 誤差小于0.005mm，導(dǎo)柱安裝孔位置度誤差小于0.002mm。年夜 模板加工主要工序悉數(shù) 采取 龍門加工中間 加工，共分2道粗加工和3道精加工完成。工序之間悉數(shù) 穿插人工時效處置，消弭 內(nèi)部應(yīng)力。導(dǎo)柱孔位置度已跨越 機床能到達 的精度，工藝上采取 了上、下模板合鏜的體式格局 ，以包管 導(dǎo)向精度。

（2）瘦語 模塊。瘦語 模塊為子模2中的主要 零件，共60件，瘦語 間距1.3mm，每件模塊瘦語 28條，刃口精度0.002mm，定位孔位置誤差小于0.003mm，孔徑誤差小于0.003mm，淬火硬度58~62HRC，材料采取 奧地利產(chǎn)K190鋼。模塊粗加工后，進行真空熱處置。以光學(xué)曲線磨分2道工序加工刃口，用電火花電蝕漏料臺階，用高精度穆爾坐標磨加工定位孔，最后用光學(xué)投影儀、三坐標丈量 機檢測精度。

（3）沖槽凸模。上下沖槽凸模為子模5的主要 零件，共117件。凸模厚度誤差小于0.002mm，其加工工藝的要害 在于熱處置后的精磨工序，先在通俗 平磨上精磨至0.01~0.015mm余量時，轉(zhuǎn)至PFG嚴密小平磨上嚴密修磨，再用三坐標丈量 機磨練 。

（4）上下固定板。子模5上的沖槽凸模上下固定板，包羅117條方形裝夾槽，槽寬精度答應(yīng) 誤差小于0.002mm，采取 慢走絲切割加工。斟酌 到以上加工精度靠裝備 精度難以包管 ，設(shè)計時必需 斟酌 其工藝性，采取 上、下固定板在統(tǒng)一 基準下合在一路 同時線切割，這是此件加工的要害 。

（5）子模5的上模座。此上模座為翅片模中工藝性最差的零件，材料45鋼，調(diào)質(zhì)處置23~28HRC，定位孔位置答應(yīng) 誤差小于0.002mm，模座上有59條6.5mm X 12mm（深）的開槽口。其加工的要害 在于調(diào)質(zhì)后的各道粗加工之間均要進行人工時效處置，嚴酷節(jié)制 內(nèi)應(yīng)力，包管 精加工后不克不及 變形。希奇是啟齒 槽，加工后使應(yīng)力散布 狀況 變得十分復(fù)雜，解決的舉措只能是從粗加工起頭就節(jié)制 內(nèi)部應(yīng)力，最后用高精度數(shù)控裝備 加工定位孔。

論述 了空調(diào)蒸發(fā)器翅片級進模的設(shè)計要點，并對加工進程 中的難點進行了闡發(fā)，介紹認識 決的路子 和對策。

5　　竣事 語

模具裝配完成后，上機試模實測調(diào)劑 各項手藝 指標是最后要害 的工序。經(jīng)調(diào)試，KF25G翅片模各項指標以下 ：工作沖次年夜 于192次/min，閉合高度與GBS原模之差0.042mm，步距38+/-0.08mm，出片不變率年夜 于98%，雙橋無缺 率100%，各項手藝 指標均到達 設(shè)計要求。