翅片冷凝器扩管口工艺分析及模具设计

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。

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。

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。

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