空調鋁合金蒸發(fā)散熱器翅片模具設計案例剖析

蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取和輸出冷量的裝備 ，其換熱結果 直接影響制冷裝 置的機能 和運行的經濟性。單位 式空調機組最經常使用 的是翅片管式換熱器。筆者豎立 翅片管式蒸發(fā)器的數學模子 ，經由過程 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) 風量、制冷劑流量和蒸發(fā)器結構情勢 等身分 對蒸發(fā)器機能 的影響。

1　 引言

蒸發(fā)器翅片是空調散熱器的主要 零件（如圖1所示），材料為0.115mm厚的鋁箔，年產量達數億件，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 自行設計制造KF25G空調蒸發(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。設計制造難點主要表現 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 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　　模具設計要點

　?。?）整體 結構。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 一種產物 的近況 ，極年夜 輕易 了臨盆 需要。改善 的要害 在于整體 設計時應綜合斟酌 3種模具的步距、子模結構 、機床配套位置等身分 ，行使 CAD的優(yōu)勢，可輕易 地調劑 結構 ，進行各類 方案的比力。實踐證實 ，實現3類模具的通用安裝，完全可行。

蒸發(fā)器翅片模結構如圖2所示，其工作進程 為：成卷鋁箔進進料機構送入子模1，經4步拉伸完成翻邊孔預成形，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，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 于國產鋁箔，沖壓時年夜 面積拉裂。經實驗 ，要害 在于拉伸次數太少，改成 4步拉伸后完全可以順應 國產鋁箔的拉伸。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構上的斟酌 ，圖中各項尺寸均經屢次 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設計成4步拉伸，必需 將其它子模的步距散布 進行響應 調劑 ，原則上應包管 沖床上的原漏料位、步進搖桿等附件位置不改變。

　?。?）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，設計中改變了常規(guī)的頂桿卸料體式格局 ，悉數 采取 軸套壓料卸料的結構，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 度不敷 而經?？系膯栴}，設計采取 了分塊結構，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 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。采取 彈性指狀銷拉料結構，個中 滑動底板采取 的材料應具有必然 的強度，采取 輕質進口硬鋁合金板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劑 ，應調劑 頻仍 ，必需 便于操作。設計中采取 了可調劑 式壓條結構，每一個沖槽凸模均有一條自力 的壓條來調劑 ，包管 了以起碼 的停機時候 調劑 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 了數控加工，編程數據量龐年夜 。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 誤差小于0.005mm，導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 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 穿插人工時效處置，消弭 內部應力。導柱孔位置度已跨越 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K190鋼。模塊粗加工后，進行真空熱處置。以光學曲線磨分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 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，調質處置23~28HRC，定位孔位置答應 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 在于調質后的各道粗加工之間均要進行人工時效處置，嚴酷節(jié)制 內應力，包管 精加工后不克不及 變形。希奇是啟齒 槽，加工后使應力散布 狀況 變得十分復雜，解決的舉措只能是從粗加工起頭就節(jié)制 內部應力，最后用高精度數控裝備 加工定位孔。

論述 了空調蒸發(fā)器翅片級進模的設計要點，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，上機試模實測調劑 各項手藝 指標是最后要害 的工序。經調試，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 設計要求。