空调换热器翅片多工位级进模设计

空调换热器翅片多工位级进模设计

鲍俊

浙江盾安热工科技有限公司

翅片是散热片的简称，在空调中起到了热交换的作用，是一种极其重要的热交换零件，对空调的换热效率起决定性作用的就是换热器，换热器的热交换面积就是空调效率的影响因素。一般情况下，空调中的换热翅片数量很多，随着人民生活质量的提高，我国对空调产品的需求量也越来越大，在这样的情况下空调换热翅片的订单量也在不断提高。在我国利用级进模大规模的生产翅片，而在国外已经研发出了精密的多工位级进模，但技术并没有进行推广。虽然我国的翅片制件级进模技术在不断提高，但与国外的技术比较仍然有渐大的差距。所以说我们应该对制件级进模继续深入研究，让我国的翅片生产能力的得到提高。

一、翅片形状尺寸的确定

当下主流的翅片片型有波纹片、窗式片、麻点式片与波纹片等，在这些类型中波纹片与窗式片是我国的主要应用散热片。百叶窗翅片对流体的扰动有助力作用，对翅片周围的流动边界层不断的进行破坏，让换热器的换热效率增加，让小空间内的传热面积增加，让翅片的传热性能增加。通过研究以及对资料的查找，最终确定了百叶窗型翅片安装的最佳倾斜角度。在本次研究中应用百叶窗型翅片与对其角度的研究成果。根据内部的设计对翅片尺寸进行设计与翅片片型的设计。

二、工艺分析

再对翅片尺寸进行设计与翅片片型的设计后，在此种制作方案的条件下，对翅片制作时的冲压工艺进行研究与探讨。在对研究翅片制件流程时发现，此类空调的换热器翅片是由一个穿管孔与一组百叶窗形成的基本单元组成的，翅片的长度由竖向排列的单元数量决定。由于翅片的形状与安装环境影响，一般的翅片都为长条型翅片，冲刺的形式多为多个条翅片并排共同冲刺，为了加快生产的效率，冲压方式也多为两步进冲压，在叶片前进的过程中每一个节点都进行两个单元的冲压。由于该零件对定位的要求十分高，就要在百叶窗的加工前对穿管孔进行加工。穿管孔的制作时要对穿孔的厚度做出要求，穿孔厚度要为材料厚度的10倍以上，要具有外翻的结构，因此要对零件的制作材料进行对此的拉伸后进行冲孔、翻孔及二次翻边工作。在进行拉伸工作时采取等高拉伸法。由于翅片的厚度很小，为了让成型率增加，就要在此过程中在条料前方进行拉料。所以在翅片制件分离工位之前安排空工位放置拉料装置，使用穿管孔进行拉料。根据所需要的翅片长度对制作的材料进行加工。

三、排样设计

由于空间的狭小与对此装置的精度要求高，就需要对在排样设计时，最大程度的考虑各种影响因素，对排样进行合理的设计。而对排样影响最大的三个方面有原材料的选择、模具结构与冲压工艺的选择。由上一部分选择的冲压工艺方案决定了排翅片加工位置，分别为：7次等高拉伸工作、冲孔翻直边工作、二次翻边工作、冲百叶窗工作、切边分条工作、拉料导正工作与最后的切断工作。

四、模具结构设计

模具结构设计分为对模具整体结构的设计与对拉伸子模、冲孔翻边子模、切边分条子模、百叶窗子模等子模的结构设计。在本阶段重点研究了拉伸子模的结构设计，对冲孔翻边子模、切边分条子模、百叶窗子模等子模的结构进行了探讨。

4.1模具总体设计

由于对翅片的需求量不断提高，在进行效率提高时，就要对模架加工制造的难度进行适当的降低，让模具安装、模具维护和模具的调整越来越快捷、简单。针对于每个工位的要求与功能，进行了模块化的设计，让整套的模具共分为6个部分。管孔的七次等高拉伸为第一个模块；冲孔翻直边工作、二次翻边工作为第二个模块；第三个模块为冲百叶窗工作；切边分条工作为第四个模块；拉料导正工作为第五个模块；切断工作是第六个也是最后一个模块。第五个模块与其他模块不同，第五模块的动力源为电机，其余的模块由冲床滑块统一提供冲压力。而第六模块的；切断工作只有在有需要时才会开启，PLC控制系统控制气压缸对切断子模的动作进行控制。

4.2拉伸子模结构设计

铝箔卷料的运输十分麻烦，在运输时还要注意对铝箔表面的保护，就让拉伸子模采用倒装模设计。在倒装模设计中凸模都是圆截面凸模，但圆截面凸模横截面积较小，就让圆截面凸模容易发生磨损，为了更换就把起顶端设计成带台式结构。在对铝箔进行第一模块的工作时损耗小，就把凹模直接安装在上模座上；在下模架上依次为调整高度装置、固定板、卸料板等结构。对下模架上的凸模，采用卸料板进行卸料，此时的卸料板也有承料作用。由于所需卸料力小，对上模架凹模进行卸料时采用卸料钉进行卸料。

4.3其它子模主要结构设计

冲孔翻边子模包含有冲孔翻直边与二次翻边两个工位。冲孔翻直边工位的任务有预制孔的冲制、翻直边，我们的设计中采取了复合式的设计。将二次翻边凸模设计为可以调节的形式，就能适应穿管孔的各种高度。百叶窗的设计中，由4个切窗单元组成，采取了局部整体结构。在进行制造模时为了保证质量与精度，就要采用线切割等方式进行制造。在避免切边与分条过程中产生的不良影响，就会先切边后分条。

五、结束语

在本文中研究了某品牌的空调换热器翅片，在设计时对翅片的形状以及冲压的工艺进行了深入研究，在此基础上设计了翅片排样与模具结构。为我国的空调换热器翅片多工位级进模设计打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]陈亚兵.换热器翅片用多工位级进冲压成形关键技术的研究[D].华南理工大学,2015.