Tuesday, April 21, 2009

翅片冷凝器扩管口工艺分析及模具设计www.tool-tool.com

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作者:翅片冷凝器扩管口工艺分析及模具设计 来源:《现代模具》

摘要:通过对该翅片冷凝器的产品结构和扩管口的工艺要求进行分析,首先确定适宜的冲压设备,其次确定扩口冲头形状;最终在试模后确定模具闭合高度和扩口冲头高度。实践证明,该模具成型的铝管扩口外形美观,尺寸符合产品要求,且大大提高了生产效率。
图1为某外贸翅片冷凝器产品,由铝管、铝箔翅片、端板等组装而成,组装后,依据产品使用性要求,要对冷凝器两端的铝管进行扩口,尺寸要求见放大图2。

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在以前的小批量生产中,扩口工序都是靠人工将扩口冲头插入管口,然后用小锤敲击冲头,靠冲击力将铝管扩口。此工件上下共有72个铝管口,而靠这种方法,每次只能完成一端的一个扩口,效率极其低下。另外,尽管扩口冲头是严格按照扩口尺寸要求设计的,但由于没有其他辅助工装,加上人为力度及操作方法的差异,单从外观上看,已不能保证产品质量,很难满足用户要求。随着产品需求的增加,这个问题成为制约生产效率和产品质量的瓶颈。解决这个问题的有效方法是依靠冲压模具将两侧管口一次扩成,既提高生产效率,又保证产品质量。
1 加工工艺方案的确定
(1)首先是冲压设备的选择。
由于工件较大,整体高度超过240mm,加上露出的冲头部分及垫板、模板高度,模具闭合高度在370mm左右,要求冲压设备有适当的闭合高度和行程;成型的对象是铝管,要求冲压速度缓慢且冲压力小。综合上述理由,在普通动力冲床上不能满足该工件的成型要求。根据我公司现有的冲压设备,决定选用自制的带有液压传动装置的冲床,该小冲床的最大闭合高度为420mm,工作台尺寸为500mmX 300mm,完全可以满足该工件的成型要求。
(2)冲头的确定。
冲头结构如图3所示。扩管口冲头兼具定位作用,头部设计为球径比管口略小的半球形,成型部分依照工件要求,设计为大倒角。由于工件两端翅片的翻孔方向不同,设计时需要考虑上下端冲头高度的差别,冲头具体高度尺寸需要通过试模确定。

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2 模具结构及工作过程
模具结构如图4所示。上模板不用模柄而直接用螺钉固定在上工作面。用双手将工件放入工作区,以下端36个冲头头部为定位,确保将冲头头部平稳地插入工件下端相对应的的铝管。工件放稳后,不允许有左右偏斜的情况,以免上部冲头不能顺利进入上端铝管,造成工件损伤。模具工作时,上模下行,上部冲头进入上端铝管,工件定位稳固;上模继续下行,完成对工件的扩口。上模抬起,用双手握住工件左右两侧,沿竖直方向上抬,至工件下端完全脱离下部冲头,取出工件,完成一个工作循环。

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由于对扩口的深度有较为严格的要求,在试模时需要确定模具的闭合高度,另外还要看冲头长度是否满足要求。因为传动方式的限制,模具的闭合高度不容易控制,因此在试模确定模具闭合高度后,在下模板上增加了两个限位柱(如图4序号10所示),以限制模具行程。另外,试模时发现上模冲头过长,导致工件压伤,在试模后对冲头高度做了调整,最终确定凸模的尺寸,在批量生产时达到了很好的效果。
3 小结
批量投产实践证明,该模具成型的铝管扩口外形美观,尺寸符合产品要求,且大大提高了生产效率,为我公司保质保量及时送货、保证外贸产品市场占有率做出了一定的贡献。
参考文献
[1]王孝培. 冲压手册[K]. 北京:轻工业出版社,1988.
[2]冯炳尧. 模具设计与制造简明手册[K]. 上海:上海科学技术出版社,1985.(end)

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