換熱器翅片級進模結(jié)構(gòu)的改進

1 引言

濟南換熱機組的翅片是換熱設備中影響換熱系數(shù)的重要元件之一。因涉及的行業(yè)多，產(chǎn)品的特點是系列化、多元化。有形式多樣、尺寸大小不同的翅片1O多種，且每種翅片的日需求量巨大。隨著市場的不斷擴展，又出現(xiàn)了新的特點：同種產(chǎn)品因換熱量的不同，翅片尺寸只改變其間距的高度，其它尺寸基本不變。間距山翻邊腳的高度決定。如按常規(guī)的模具設計，一種零件一副模具，因翻邊腳高度的改變，就得更換模具，那么翅片品種增多，模具的需求量也增大，模具成本很高。為了降低模具成本，盡可能地減少模具品種，分析了零件的結(jié)構(gòu)特點，對原有模具結(jié)構(gòu)進行改進，能使一副模具沖制多種翅片。

所示零件屬中型翅片，零件材料是Q235-A，料厚O.3mm。根據(jù)其形狀定名為x型翅片?，F(xiàn)以該翅片為例探討對模兒結(jié)構(gòu)進行改進，達到?jīng)_制多種間距翅片的目的，盡可能地減少模具數(shù)量，降低成本。

2 工藝分析

翅片的間距主要足由翻邊腳的高度決定的，現(xiàn)在用的幾種系列零件大多只是在間距上有改變，其它尺寸基本相同。目前就X型翅片而言就有2.5mm、3mm、4mm等3種間距。隨著市場的不斷擴展，還在增加新的品種。如果按常規(guī)的模具設計，沖制3種間距的翅片就需要制造3副模具，至少各需另備1副模具用1維護周轉(zhuǎn)，所以模具的數(shù)量就很多、成本高。根據(jù)翅片的形狀，分析摸具的結(jié)構(gòu)特點，考慮如何改進結(jié)構(gòu)使—副模具能沖制幾種間距的翅片。

3 模具結(jié)構(gòu)設計與改進要點

3.1 排樣

排樣設計(包括切斷在內(nèi))有4個步距。即切三角形缺口、沖孔，翻邊與翻間距腳、切斷，53mm為一個步距；參照模具手冊之四《沖模設計手冊》的排樣與搭邊部分的設計，將兩側(cè)的措邊尺寸確定為2.5mm，鋼帶寬度為113mm；沖材是Q235-A，料厚≤0.5mm。從圖2所示的排樣圖上可看出，該模具的排樣形式是直排，零件之間無搭邊，其特點是省料。而且廢料與零件的出件在沖制過程中就已分離，便于分類收集廢料與零件。另外，因凹模的外側(cè)是刃口，零件從機床的一側(cè)出件，即便于收集，還可結(jié)合我廠的產(chǎn)品特點在沖壓設備外安裝穿片機，實現(xiàn)沖、穿片一體自動化。

(1)模具工作過程。

第一步，條料由自動送料裝置進給，經(jīng)過擋板18進入，由側(cè)刃4沖出三角形缺口。從翅片排樣圖上可看出此步?jīng)_的三角形缺口是由翅片兩邊的小三角形組成的。

第二步是圓凸模7、菱形凸模8沖孔，梯形凸模6切出6個間距腳的三邊。

第三步是翻邊凸模9翻出圓孔，凸模11翻出間距腳。

換熱機組廠家提醒您：最后基本成形的零件被送出凹模，由凹模的外刃口和切刀切下零件，制件落入容器。

卸料板5工作時壓住條料，上模上行時使翻邊凸模順利退出翻邊孔，梯形頂芯19，翻邊頂心10、頂芯16依靠彈簧的推動將條料頂出凹模，順暢地送進，4個小導杜裝在固定板3上，穿過卸料板5，工作時小導柱進入凹模板導套孔。卸料極5始終在小導柱上滑動，定位效果好，又起保護凸模6和11的作用。

本模具安裝在帶有自動送料裝置的高速沖床上沖壓，要求模具精皮高、剛性好，因此，采用的是四導柱滾珠模架。工作零件均采用Crl2MoV鋼制造，熱處理硬度58-62HBC，其它支撐件用45鋼，卸料板、擋板、頂芯等受力大的零件作調(diào)質(zhì)處理硬度為45～48HRC。

(2)改進要點。

翅片間距的不同體現(xiàn)在間距腳的翻邊高度上。首先是考慮間距腳的切邊，梯形凸模6切開間距腳的3條邊，間距大，切的邊就長。然后由凸模11翻出間距腳。目前X型翅片的間距尺寸有3種，分別是2.5mm、3mm、4mm。相差為O.5mm和1mm，尺寸相差不大，那么能否只切一個最大的尺寸，高度由翻腳來保證如圖4所示。

經(jīng)過討論分析提出了兩個解決方法。一個是因為切邊的長度尺寸相差不大，切邊時桉4mm的間距切邊。然后在凹模上按所需的間距高度考慮翻腳的位置。第二個就是用控制梯形凸模進入凹筷的深淺，來確定切邊的長度，該方法對模具的維修和調(diào)試要求很高。經(jīng)比較在切邊的長度尺寸相差不大的情況下選第一種方案較好。

共用梯形凸模的問題解決了，下一步是解決凹模問題。

從實踐中總結(jié)出經(jīng)驗，影響翻邊腳高度有多方面的因素，如梯形凸橫邊的長短、鋼帶的軟硬，翻邊凸模與凹模之間間隙的大小、凹模上翻邊位置精確性的確定等。其中確定凹模翻邊位置的精確性是關鍵，影響也最大。而該因素可以通過改進結(jié)構(gòu)來解決。

實踐中我們掌握了翻邊高度的變化規(guī)律，因而確定了翻邊的位置尺寸。凹模上有4個翻腳孔，翻腳孔間的空間較大，可以將翻腳孔部分設計成鑲件，鑲件采用H7/n6的配合。更換凹模鑲件和相應的翻腳凸模，即可改變間距，不同間距的翅片就可共用一塊凹模，采用鑲件形式還便于翻腳高度尺寸的修正。

4 結(jié)束語

板式換熱機組認為，該模具結(jié)構(gòu)設計合理，且降低了模具投入成本。經(jīng)驗證效果良好，能滿足大批量生產(chǎn)的需要，取得了顯著的經(jīng)濟效益，也為其它同類情況積累設計經(jīng)驗。