空调铝合金蒸发散热器翅片模具设计案例剖析

蒸发器是制冷系统中制取和输出冷量的装备 ，其换热结果 直接影响制冷装 置的机能 和运行的经济性。单位 式空调机组最经常使用 的是翅片管式换热器。笔者竖立 翅片管式蒸发器的数学模子 ，经由过程 较量争论 法式 对蒸发器进行稳态仿真，阐发蒸发 风量、制冷剂流量和蒸发器结构情势 等身分 对蒸发器机能 的影响。

1　 引言

蒸发器翅片是空调散热器的主要 零件（如图1所示），材料为0.115mm厚的铝箔，年产量达数亿件，是以 必需 采取 高速级进模临盆 。

我公司原采取 引进意年夜 利GBS高速冲模临盆 蒸发器翅片。为下降 本钱 ，公司决意 自行设计制造KF25G空调蒸发器翅片模。此翅片模工作时要求60列同时送出，工作频率180~200次/min，出片不变率要求年夜 于95%，要害 易损件寿命年夜 于3000万次。

2　 工艺难点阐发

　　蒸发器翅片级进模共7个子模，14个工序，43个工位，兼容了多步拉伸、瘦语 、压型、冲孔翻边、卷边、冲槽、割断 等多种功能。设计制造难点主要表现 在以下4个方面：

（1）精度高。制件材料厚度0.115mm，单边冲裁间隙小于0.004mm，模块定位精度0.003mm，整体系体例 造精度IT4~IT5。

（2）冲次高。工作冲次高达180~200次/min，对牵引装配 、顶料、卸料及运动 部件的活络 度、运动灵动度等都有十分严酷的要求，以包管 高速冲压下动作的靠得住 性。

（3）交换 性。所有工作部门的模块、弹性销、凸、凹模等主要配件要求可以或许 交换 。

（4）尺寸年夜 。除去模具首尾的进料装配 、出料装配 、吹风装配 等，仅模具焦点 本体部门尺寸就达1790mm X 1100mm X 287mm。

3　　模具设计要点

　　（1）整体 结构。KF25G蒸发器翅片模相对 国外进口模具的一项主要 改善 ，就是可以或许 与冷凝器翅片模和 KF25W/E蒸发器翅片模通用安装，改变了原GBS进口模具1台冲床、一副模架只能顺应 一种产物 的近况 ，极年夜 轻易 了临盆 需要。改善 的要害 在于整体 设计时应综合斟酌 3种模具的步距、子模结构 、机床配套位置等身分 ，行使 CAD的优势，可轻易 地调剂 结构 ，进行各类 方案的比力。实践证实 ，实现3类模具的通用安装，完全可行。

蒸发器翅片模结构如图2所示，其工作进程 为：成卷铝箔进进料机构送入子模1，经4步拉伸完成翻边孔预成形，子模2瘦语 、压形完成散热百页窗 冲压，子模3完成冲预孔、翻边、卷边，子模4完成冲三角孔，再送入子模5进行纵向60列冲槽分手，子模6为步进牵引机构，最落后 入子模7横向割断 ，完成全部 冲制进程 。

（2）子模1拉伸工序。因国产铝箔与进口铝箔机能 上存在必然 的差别 ，原GBS进口模具不克不及 合用 于国产铝箔，冲压时年夜 面积拉裂。经实验 ，要害 在于拉伸次数太少，改成 4步拉伸后完全可以顺应 国产铝箔的拉伸。4步拉伸工序如图3所示，第1、2步之间的空步是出于模具结构上的斟酌 ，图中各项尺寸均经屡次 较量争论 与实验 得出，个中 表里 拉伸圆角很主要 ，各圆角尺寸处置欠妥 极易发生 拉裂。子模1设计成4步拉伸，必需 将其它子模的步距散布 进行响应 调剂 ，原则上应包管 冲床上的原漏料位、步进摇杆等附件位置不改变。

　　（3）子模3冲孔卷边工序。如图4所示，为了包管 卷边工序的卷边高度一致，设计中改变了常规的顶杆卸料体式格局 ，悉数 采取 轴套压料卸料的结构，消弭 顶杆卸料引发 的变形，解决了卷边高度难以节制 的困难 。针对进口模具顶料板在高速冲压中反映活络 度不敷 而经常卡料的问题，设计采取 了分块结构，将顶料板分隔隔离分散 为弹性卸料板19和固定托板20，减轻运动部件重量，提高活络 度。冲孔翻边组件为子模3的要害 组件，精度要求极高。

（4）子模6为步进机构。采取 弹性指状销拉料结构，个中 滑动底板采取 的材料应具有必然 的强度，采取 轻质进口硬铝合金板ZL102。

（5）子模5冲槽工序。子模5在使用中最凸起 的问题是冲槽凸模的调剂 ，应调剂 频仍 ，必需 便于操作。设计中采取 了可调剂 式压条结构，每一个冲槽凸模均有一条自力 的压条来调剂 ，包管 了以起码 的停机时候 调剂 冲槽凸模。

4　主要零部件制造工艺

翅片模加工制造年夜 量地采取 了数控加工，编程数据量庞年夜 。是以 ，一体化的CAD/CAM系统是必需的手艺 手段。以下就加工中的几个难点作一简介。

（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。重点是下模板，外形尺寸为1790mm X 1100mm X 63mm，材料为45钢，上、下平面平行度要求小于0.02mm，高精度定位孔36个，位置度答应 误差小于0.005mm，导柱安装孔位置度误差小于0.002mm。年夜 模板加工主要工序悉数 采取 龙门加工中间 加工，共分2道粗加工和3道精加工完成。工序之间悉数 穿插人工时效处置，消弭 内部应力。导柱孔位置度已跨越 机床能到达 的精度，工艺上采取 了上、下模板合镗的体式格局 ，以包管 导向精度。

（2）瘦语 模块。瘦语 模块为子模2中的主要 零件，共60件，瘦语 间距1.3mm，每件模块瘦语 28条，刃口精度0.002mm，定位孔位置误差小于0.003mm，孔径误差小于0.003mm，淬火硬度58~62HRC，材料采取 奥地利产K190钢。模块粗加工后，进行真空热处置。以光学曲线磨分2道工序加工刃口，用电火花电蚀漏料台阶，用高精度穆尔坐标磨加工定位孔，最后用光学投影仪、三坐标丈量 机检测精度。

（3）冲槽凸模。上下冲槽凸模为子模5的主要 零件，共117件。凸模厚度误差小于0.002mm，其加工工艺的要害 在于热处置后的精磨工序，先在通俗 平磨上精磨至0.01~0.015mm余量时，转至PFG严密小平磨上严密修磨，再用三坐标丈量 机磨练 。

（4）上下固定板。子模5上的冲槽凸模上下固定板，包罗117条方形装夹槽，槽宽精度答应 误差小于0.002mm，采取 慢走丝切割加工。斟酌 到以上加工精度靠装备 精度难以包管 ，设计时必需 斟酌 其工艺性，采取 上、下固定板在统一 基准下合在一路 同时线切割，这是此件加工的要害 。

（5）子模5的上模座。此上模座为翅片模中工艺性最差的零件，材料45钢，调质处置23~28HRC，定位孔位置答应 误差小于0.002mm，模座上有59条6.5mm X 12mm（深）的开槽口。其加工的要害 在于调质后的各道粗加工之间均要进行人工时效处置，严酷节制 内应力，包管 精加工后不克不及 变形。希奇是启齿 槽，加工后使应力散布 状况 变得十分复杂，解决的举措只能是从粗加工起头就节制 内部应力，最后用高精度数控装备 加工定位孔。

论述 了空调蒸发器翅片级进模的设计要点，并对加工进程 中的难点进行了阐发，介绍认识 决的路子 和对策。

5　　竣事 语

模具装配完成后，上机试模实测调剂 各项手艺 指标是最后要害 的工序。经调试，KF25G翅片模各项指标以下 ：工作冲次年夜 于192次/min，闭合高度与GBS原模之差0.042mm，步距38+/-0.08mm，出片不变率年夜 于98%，双桥无缺 率100%，各项手艺 指标均到达 设计要求。