1.1 翅片成形工艺

由于翅片形状繁芜且生产批量大，需经由多次拉深、冲裁、翻边等工序成形，单工序模和复合模难以知足其生产哀求，决定采取自动送料的级进模成形。
翅片的材料一样平常采取较宽的铝箔或铜箔卷料，能够一次成形几十列，翅片孔及其孔距的精度哀求较高，送料步距精度须掌握在0.01 mm以内，图1所示为翅片范例冲压工序。

图1 翅片范例冲压工序

图2所示为V形波纹翅片制件，翅片表面呈波纹状，材料为0.25 mm厚8011-O铝箔，翅片翻边孔直径为φ（8.3±0.03） mm，列距为（19.05±0.05） mm，孔间距为（25.4±0.05） mm，翻边高度H为1.5~5.8 mm，翅片两边具有花纹。
若采取拉深型翅片成形工艺，则冲压工序为多次拉深→波纹成形→冲孔→翻边→切边→纵切边→压花→送料→横切边，波纹成形一样平常与拉深末了一次设置在同一工位。

图2 翅 片

1.2 成形尺寸与排样

拉深是翅片成形最基本的冲压工序，除少数翻孔高度哀求较低的翅片外，一样平常要经由3次以上拉深。
拉深次数取决于拉深高度的哀求，并与翅片孔径有关，一样平常低翻边哀求（翻边高度为1/3翅片孔径以下）的翅片，孔径为φ7、φ8 mm时拉深次数为3~4次，每次拉深系数掌握在0.8旁边，如拉深次数增加1~2次，拉深效果会更好[1]。
该翅片终极成形高度为5.8 mm，属于高拉深成形，为得到更好的成形效果，确定采取6次拉深；根据薄板翅片高凸缘成形法和参考文献[3]，并结合多年生产履历，拉深凸模采取球头，可以更好地使板料在凹模内聚拢，能使拉深高度更高，终极确定3种成形方案，成形翅片的拉深凸、凹模成形参数如表1所示。

表1 拉深凸凹模成形参数 ( mm )

由参考文献[1]可知，预成形小孔直径为d0=kmindm，则小孔直径为φ6.8 mm，换热翅片级进模冲孔凸、凹模刃口尺寸与翅片孔径之间关系为：

mm

mm

翻边凸模事情时，翅片会在切向拉应力浸染下减薄，翻边间隙的选取要合理，一样平常取

，翻边间隙取0.24 mm，翻边凸模直径为φ8.25 mm，翻边凹模直径为φ8.49 mm。

翅片的排样决定级进模设计的成败，需综合考虑各工序在步距送料下的位置、压力机事情台面的空间等，排样如图3所示。

图3 翅片成形排样

2模具设计

模具构造如图4所示，冲压工序包括：压料、拉深、冲孔、翻边、切边、纵切边、压花、送料、横切边。
模具长1 230 mm，宽580 mm，闭合高度245 mm，采取四导柱滚珠模架构造；为担保模具的导向精度，在拉深、冲孔、翻边工序均设置小导柱、导套导向；各模块均采取直杆型定位销与高下模座实现精确定位。
压料、拉深、冲孔、翻边、切边、纵切边由压力机供应动力，滑块高下运行一次，模具开合一次，实现1步送料步距，冲制12列翅片，横切模块由PLC掌握，在到达设置制件长度时动作，实现翅片任意长度的割断。

图4 模具构造

1.下模座 2.压料垫块 3.导料块 4.羊毛毡 5.压板 6.压料销固定板 7.压料销 8.上模座 9.压杆 10.弹簧 11.垫板 12.拉深凸模 13.拉深凸模 14.拉深凸模 15.拉深凸模 16.拉深凸模 17.拉深凹模板 18.拉深凹模套 19.拉深凸模 20.冲孔凹模套固定板 21.冲孔凸模固定板 22.冲孔垫板 23.冲孔凸模 24.冲孔翻边凹模套 25.翻边斜楔 26.翻边凸模 27.斜楔固定板 28.翻边凸模固定板 29.翻边卸料板 30.切边上刀块 31.切边下刀块 32.纵切上刀块 33.纵切下刀块 34.垫刀条 35.盖板 36.活动送料盖板 37.送料钉 38.活动送料板 39.固定送料盖板 40.送料固定板 41.打杆 42.打击块 43.限位块 44.滑动板 45.倒料板 46.横切上刀块 47.横切下刀块 48.横切刀座 49.翻边下垫板 50.翻边凹模套 51.翻边垫板 52.凹模板 53.冲孔卸料板 54.冲孔压板 55.冲孔凹模 56.凹模固定板 57.翻边斜楔 58.拉深凸模固定板 59.压板 60.卸料板

3有限元剖析

拉深是换热翅片冲压成形的关键，也是换热翅片级进模最主要的冲压工序，决定了翅片的成形高度和质量，翅片成形时具有大挠度、大变形的繁芜塑性变形特点。
新产品研发时难以根据生产履历预测其成形质量，须要反复修正模具，因此对翅片多工位拉深进行有限元仿照，验证设计的可行性很有必要[7,8]。

为提高仿照效率，采取两列拉深成形办法进行仿照，建立6次拉深模型，导入Dynaform中。
仿照采取单动成形，工具参考面为上、下模，凸模固定不动，凹模向下运动成形的办法，在第1次拉深仿照结束后，将仿照结果导入第2次拉深中，连续成形，直至6次拉深成形结束。
图5所示为第1次拉深仿真模型，别的5次与第1次类似，为真实再现翅片成形过程，采取实际冲压速率180 mm/s，压边力为400 N进行仿照。

图5 仿真模型

分别对方案1、2、3进行仿照，创造方案1拉深高度最高，能够达到制件高度哀求。
图6~图11所示为方案1的1~6次拉深成形极限，由图6~图11可知，其拉深部分成形良好，无分裂和起皱，边缘部分起皱可通过后续切边工序切除。
图12所示为拉深次数与拉深深度、减薄率之间的关系，拉深深度随拉深次数的增加先增至7.6 mm后缓慢降至6.4 mm，减薄率随着拉深次数的增加而缓慢增加。

图6 第1次拉深成形极限

图7 第2次拉深成形极限

图8 第3次拉深成形极限

图9 第4次拉深成形极限

图10 第5次拉深成形极限

图11 第6次拉深成形极限

图12 拉深次数与拉深深度及减薄率之间的关系

4试验验证

试验采取YKC系列空调翅片闭式高速冲压自动生产线，额定压力为1 000 kN，滑块行程为40 mm，装模高度为280~330 mm，冲次为150~250 次/min，图13所示为冲制翅片的片头，各工位成形良好，无起皱、分裂等毛病，验证了设计的可行性。

图13 冲制翅片的片头

▍原文作者：储杰祝梦臣尤永贵金铁军

▍作者单位：黄山三佳谊华精密机器有限公司

转载请注明：片头模版 » 空调翅片成形工艺与模具设计