CN1164447A - 用于制造热交换器的热交换片的成套模具 - Google Patents

Abstract

一种用于制造热交换器的热交换片的成套模具，制造步骤为：在一薄金属板上形成一突出部；拉伸该突出部，一次或多次以减小其直径并且使突出部形成为一圆柱形部分；将圆柱形部分冲孔并压出围栏以形成热交换管可从中穿过的轴圈；该成套模具包括：一下模；一具有一直径小于未经拉伸的突出部底部直径的模孔的上模；一设置在下模中的冲头；以及设置在下模中的升降台，升降台通过弹簧装置向上模偏置，升降台具有一通孔和调节空间用于容纳拉伸突出部时形成在其基部附近的松边部分。

Description

用于制造热交换器的热交换片的成套模具

本发明涉及一种用于制造热交换器的热交换片的成套模具，具体地涉及一种以以下步骤制造热交换片的成套模具：在一块薄金属板上形成一突出部，拉伸该突出部使其直径减小并且呈圆柱形；将圆柱形部分冲孔和压制出围栏以成为一个轴圈，加热管可从中穿过。

热交换片A(见图7)用于室内空气调节器等的热交换器中。在空调器中，竖立有多个热交换片A，热交换管从轴圈部分10穿过。

热交换片A以冲压方法制成。该方法示出在图8A和8B中。在图8A和8B中，沿箭头B方向向一冲压模进给一薄金属板12，藉由拉伸方式形成多个轴圈10。图8A是示出拉伸步骤的平面图；图8B是其纵向截面图。

金属板12是沿着箭头B方向间歇地进给的。首先，形成多个突出部1；其次，拉伸这些突出部1(第一步拉伸)使其内径减小，这样突出部1都成为突出部2；其后，拉伸这些突出部2(第二步拉伸)以使其成为突出部3。再拉伸突出部3(第三步拉伸)，其直径减小的比例小于第一步拉伸和第二步拉伸时的比例，以使突出部3成为突出部4。安装在一下模上的上模底面接触该金属板12，以平整金属板12或在其上形成多个槽部。

接着，对突出部4冲孔并压制出围栏，如果需要的话还可进一步矫直之，以使突出部4成为圆柱形部分5。圆柱形部分5的上端弯成轴圈10，在其上端具有折边。

切割具有多个轴圈10的金属板12以制成多条热交换片A。

如图8A和8B所示的，已经再次拉伸的突出部3还经第三步拉伸。第三步拉伸的直径减小比例小于第一和第二步拉伸，故它们基本上是在第一和第二步拉伸而成的。第一和第二步拉伸可由图9A、9B和9C中所示的一种成套模具完成。在图9A、9B和9C中，一个上模14能够在垂直方向移近和离开下模16。上模14具有：用于拉伸突出部1的模孔18、模孔18的内径小于未经拉伸的突出部1底部的直径；以及用于拉伸突出部2的模孔20，模孔20的内径小于突出部2的底部直径。模孔18和模孔20都沿着金属板12的进给方向设置。

下模16具有一下部基座26，它包括一个用于垂直方向保持冲头22和24的冲头夹具23；以及一个升降台132，它由一个偏置装置(未示)、例如弹簧、向着上模14偏置，并且具有冲头22和24的上端可通过的通孔28和30，当升降台132由上模14推向基座26时，冲头22和24能够进入模孔18和20。

在图9A、9B和9C所示的成套模具中，金属板12安装在下模16的升降台132上，如图9A所示。然后，如图9B所示的上模14向下移动，并且由上模14的销(未示)将升降台推向基座26。由于这一动作，已经垂直保持在基座26中的冲头22和24的上端穿过通孔28和30并且进入突出部1和2。

当上模14进一步向下移动，并直至如图9C所示的接触下模16时，冲头22和24的上端部进入模孔18和20，这样突出部1和2就在冲头22和24的上端部和模孔18和20的内表面之间被拉伸了。

接着，上模14向上移动，金属板12向上移动直至达到由升降台132所决定的进给高度。然后，金属板12被送到已拉伸的突出部的下一个加工工位。

通过图9A、9B和9C所示的成套模具，可制造带有一定高度的轴圈10的热交换片A。

然而，在由如图9A、9B和9C所示的模具加工成的金属板12上的突出部2和3的底部附近，存在环状的畸形部分f(见图10A)以及畸形的皱折部分g(见图10B)。由于畸形部分f和g在加工时变硬，所以在接下来的加工步骤中难以光滑地加工。并且由于畸形部f和g的存在，使轴圈10不能够具有足够的高度，并且外观不美观。

近来对金属板12已有更薄的要求。所以更薄的金属板12已通过拉伸方式加工成轴圈。通过采用更薄的金属板，在其上的突出部附近也易于形成环状和皱折状畸形部分f和g。

本发明的一个目的在于提供一种用于制造热交换片的成套模具，它能够防止在金属板的突出部附近形成环状和皱折状畸形部分，以便光滑地制成具有足够高度和外观美观的轴圈。

为实现这一目的，发明人研究了图10A和10B中环状畸形部分f和皱折状畸形部分g形成的原因。

为了比较未经拉伸的突出部1和经拉伸的突出部2的尺寸，将两个突出部1和2的截面图如图11所示的重叠。突出部1的“a-a”部分的表面积大约比突出部2的“a-a”部分的表面积大7％。

通过上述结论可知，已从突出部1上去除的7％的表面积变成了如图12中所示的松边部分S，这是在拉伸突出部1时在其附近形成的。如果处于松驰状态的松边部分S在上模14和下模16的升降台132之间冲压时，突出部基部附近的金属板畸变成环状畸部f和皱折状畸变g。而且，由于金属板的卷曲，环状畸部f和皱折状畸部g变硬，这样在以后的步骤中将难以加工该部分。

本发明人还研究了这一结果的根本原因，并且已发现松边部分S是在拉伸过程中上模14接触下模16的升降台132时形成在突出部基部附近的，并且发现能够容纳松边部分S的升降台132的调节部分可以避免上模14和下模16压到松边部分S，这样可防止形成畸部分f和g。

用于制造热交换器的热交换片的步骤为；在一薄金属板上形成一突出部；拉伸该突出部，一次或多次以减小其直径并且使突出部形成为一圆柱形部分；将圆柱形部分冲孔并压成围栏以形成热交换管可从中穿过的轴圈。为实现前述目的，在本发明中，用于制造热交换器的热交换片的模具包括：

一下模；

一能够移近和离开下模的上模，上模具有用于拉伸突出部的模孔，其中模孔的直径小于未经拉伸的突出部的底部直径；

一垂直设置在下模基座上的冲头，冲头的上端能够进入模孔；以及

设置在下模中的升降台，升降台通过弹簧装置向上模偏置，升降台具有一通孔，当升降台由于上模向下模基座移动时，冲头的上端穿过该通孔，升降台具有一调节空间，它面朝模孔并且能够容纳突出部的松边部分，该松边部分是在拉伸突出部时在其基部附近形成的。

该成套模具可以包括：

能够移向和离开下模的上模，上模具有多个用于拉伸突出部的模孔，其中模孔直线地设置在金属板的进给方向上，模孔的内径小于未经拉伸并且在进给方向上制成较小的突出部的底部直径；

多个冲头垂直设置在下模的基座，冲头的上端部能够进入各个模孔；以及

一设置在下模上的升降台，该升降台由弹簧装置朝上模偏置，升降台具有通孔，各个冲头的上端部在升降台藉由上模而朝着下模基座移动时穿过各个通孔，升降台具有一调节空间，它面朝至少一个用于初步拉伸的模孔，并且能够容纳突出部的松边部分，该松边部分是在拉伸突出部时在其基部附近形成的。由于这种结构，突出部的拉伸可以逐次地进行多次。通过多次拉伸轴圈的高度可大于用相同厚度的金属板只经一次拉伸而形成的轴圈的高度。

在此成套模具中，在升降台上可能形成有多个凹部作为调节空间，其中，各个通孔的一端在各个凹部的内底面上是开口的，并且凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径。由于这种结构，可简便地形成调节部分。在此情况下，凹部和其端在凹部的内底面上开口的通孔在各种组合状态下都可以同轴地设置。由于这种结构，可以更简便地形成调节部分。

在此成套模具中，可以在升降台上形成一个凹部作为调节空间，各个通孔的一端在凹部的内底面上开口。在此情况下，形成凹部或调节部分可以比单独形成调节部分的情况更容易。

在此成套模具中，通孔的直径可以比进入模孔中的冲头的上端部的直径大，以便在上端部进入通孔时在升降台的通孔中形成调节空间。由于这种结构，通孔起到了调节空间的作用以及冲头导向通道的作用，而不再需要凹部。

在此成套模具中，多个凹部可以形成在升降台上作为调节空间，其中各个通孔的一端在各个凹部的内底面上开口；并且凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径，并且其它类型的凹部也可形成在升降台上作为调节空间，其中一些通孔的端部在其它类型的凹部一个内底面上开口。

通过采用本发明的成套模具，热交换片的轴圈可以具有足够的高度和美观的外观。在通过拉伸方式制成热交换片的传统模具中，在拉伸同时在突出部的附近形成松边部分。但，在本发明的成套模具中，升降台具有调节空间，这样当上模接触下模时，松边部分容纳在调节空间中。因此，可避免通过上模和下模的升降台压平松边部分。由于这种结构，已经容纳在调节空间中的松边部分不会变硬，这样松边部分在冲头的上端部进入模孔拉伸突出部时很容易展开。由于这种结构，在金属板的突出部附近基本上不会形成畸形部分，这样可以有效地拉伸突出部，可以进行随后的加工步骤，并且形成外观美观的突出部分或轴圈。

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，其中：

图1是本发明的成套模具一个实施例的升降台的局部前视图；

图2是图1所示升降台的局部截面图；

图3是具有图1和2所示有升降台的成套模具的局部截面图；

图4A和4B都是表示图3所示模具的动作的示意图；

图5A和5B都是表示另一种升降台的示意图；

图6A和6B都是表示另一个升降台的示意图；

图7是热交换片的局部立体图；

图8A和8B都是表示制成热交换片的拉伸步骤的示意图；

图9A、9B和9C都是表示传统的模具的动作的示意图；

图10A和10B都是示出畸形部分的示意图，这些畸形部分在拉伸后已形成在金属板的突出部分附近；

图11是表示未经拉伸的突出部和已拉伸的突出部之间的直径减小比例的差值；以及

图12是表示突出部拉伸细节的示意图。

以下将结合附图，对本发明的较佳实施例作详细描述。

在本发明成套模具的一个实施例中，如图1所示，凹部34形成于升降台32的上表面。凹部34分别包括通孔28和30各自的上端部，当在一薄金属板上拉伸突出部时，各个冲头的上端部从中穿过。凹部34能够容纳金属板的松边部分而作为调节空间，这些松边部分是当拉伸突出部时在突出部的附近形成的。

圆形的凹部34和圆形通孔28或30在各自组合状态下都是同轴的，如图2所示。凹部34的深度d为1-2mm。凹部34的直径大于突出部的直径，并且不对它作减小直径的拉伸加工。

具有如图1和2所示的升降台32的成套模具示出在图3中。在图3所示的成套模具中，上模14能够垂直移近和移离下模16。上模14具有：用于拉伸的模孔18，其内径小于金属板12上没拉伸的突出部1的底部直径以及用来形成突出部1的模孔(未示)的内径；以及用于拉伸的模孔20，其内径小于通过以模孔18拉伸突出部1而形成的突出部2的底部直径以及模孔18的内径。模孔18和模孔20都布置在金属板12的进给方向。

下模16具有：一下部底座26，包括用于垂直保持冲头22和24的冲头夹具23以及底25；以及一升降台32，它通过例如一弹簧29的偏置装置始终向上模14偏置，并且具有当升降台32藉由上模14而被推向底座26时，能够进入模孔18和20的冲头22和24的上端部可从中穿过的通孔28和30。

升降台32具有凹部34，它们分别面朝用于第一步拉伸的模孔18，以及用于第二步拉伸的模孔20。各个通孔28和30的上端在各个凹部34的内底面上是开口的。

采用如图3所示的成套模具进行拉伸的步骤示出在图4A和4B中。首先，上模14如图4A中所示的向下移动，升降台32藉由上模14的销(未示)克服弹簧29的弹力被推向下部底座26。由于这一动作，冲头22的上端部穿过通过28并且进入模孔18，这样突出部1的基部接触模孔18的内边。

当突出部1的基部接触模孔18的内边时，上模14进一步向下移动，这样升降台32和上模14紧压金属板12，如图4B所示。

在此状态，接触模孔18内边的突出部1的基部形成一松边部分S。松边部分容纳在凹部34或者调节空间中，这样松边部分S能够避免被压紧和压缩在升降台32和上模14之间。由于这种结构，可防止松边部分S变硬。由于松边部分S没有被压缩变硬，所以在随后的步骤中，可以有效地拉伸突出部1并方便加工。

位于凹部34附近的金属板12的一部分由升降台32和上模14压紧，并且松边部分S藉由接触突出部1的冲头22上端部而展开，这样可以形成外观美观的突出部2。

如上所述的，已经参照图4A和4B对拉伸突出部1作为介绍。以突出部2的拉伸加工将和突出部1一样进行。

在图3所示的成套模具中，凹部34形成在升降台32上以分别对应于模孔18和20，而通过拉伸形成突出部2和3；但在升降台32上没有凹部34以分别对应于用来形成突出部4的模孔。突出部4是通过拉伸突出部3而形成的，该突出部3已经通过拉伸突出部2形成，并且其直径减小的比例小于用于形成突出部1的第一步拉伸和用于形成突出部2的第二步拉伸时的比例。采用较小的直径减小比例是为了避免形成松边部分S以及平整金属板12的各部分，这些部分围绕在突出部3周围，并且在其上通过将上模14的底表面压到金属板12上而形成槽。

各个凹部34可以形成在升降台32的各个位置上，它们对应于用来通过拉伸形成突出部2的模孔18。原因是，应用于突出部1的第一步拉伸的直径减小比例大于应用于突出部2的第二步拉伸的减小比例。

在本发明的成套模具中，当上模14接触升降台32时，调节空间32形成在上模14和升降台32之间，这样多个通孔28的上端可能在较宽的凹部36的内底面上开口(见图5A和5B)。采用这种形式的凹部36，是因为凹部36比凹部34易于制造。

如上所述的，多个通孔28于其中开口的各个凹部36以及一个通孔30于其中开口的凹部34都可以适用于升降台32的上表面。

在图6A和6B中，其内径大于进入模孔20的冲头24上端部的直径的通孔38可能形成在升降台32中。当冲头24的上端部进入通孔38时(见图6B)，藉由通孔38，在冲头24的上端部和通孔38的内表面之间形成用于容纳在金属板上的突出部基部附近形成的松边部分的调节空间。通孔38相当于引导冲头24的上端部的通孔和调节空间，这样在升降台32就不再需要凹部34。

当上模14接触升降台32时，为了在上模14和升降台32之间形成调节空间，升降台32可以具有凹部34和36以及通孔38。

在如图1-6B所示的成套模具中，金属板12的突出部1被多次拉伸。在形成具有较大直径和较低高度的轴圈10的过程中，突出部可以只拉伸一次。此时，分别面朝各个模孔18的凹部34或36或通孔38形成在升降台32上以作为容纳形成在金属板12的突出部1附近的松边部分的调节空间。

在本发明中，当拉伸突出部以制造热交换片时，可防止在金属板的突出部附近形成环状畸部和皱折状畸部，这样能够方便地制造出具有足够高度和外观美观的轴圈。因此具有高度足够和外观美观的轴圈的热交换片可以通过拉伸方式方便地由薄金属板制成。

本发明还可以有其它的不脱离本发明的实质特点的实施方式。所以本文中的实施例只是用于说明本发明而没有限定作用，本发明的范围是由所附权利要求书确定的，而非上文中的描述所确定的，并且具有与权利要求书的等同意思和范围的所有变化都将包括在本发明的范围中。

Claims (16)

1.一种用于制造热交换器的热交换片的成套模具，制造步骤为；在一薄金属板上形成一突出部；拉伸该突出部，一次或多次以减小其直径并且使突出部形成为一圆柱形部分；将圆柱形部分冲孔并压出围栏以形成热交换管可从中穿过的轴圈；所述模具

包括：

一下模；

一能够移近和离开下模的上模，上模具有一个用于拉伸突出部的模孔，其中模孔的直径小于未经拉伸的突出部的底部直径；

一垂直设置在下模基座的冲头，冲头的上端能够进入模孔；以及

设置在下模中的一升降台，升降台通过弹簧装置向上模偏置，升降台具有一通孔，当升降台由于上模向下模基座移动时，冲头的上端穿过该通孔，升降台具有一调节空间，它面朝模孔并且能够容纳突出部的松边部分，该松边部分是在拉伸突出部时在其基部附近形成的。

2.如权利要求所述的成套模具，其特征在于，

所述上模具有多个用于拉伸突出部的模孔，所述下模带有多个冲头，各个冲头的上端部穿过各个通孔并且进入所述模孔，以及

多个形成在所述升降台上作为调节空间的凹部，各个通孔的一端在各个凹部的内底面上开口，所述凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径。

3.如权利要求2所述的成套模具，其特征在于，

其端部在凹部的内底部开口的凹部和通孔在各种组合状态下都是同轴设置的。

4.如权利要求1所述的成套模具，其特征在于，

所述上模具有多个模孔，所述下模带有多个冲头，各个冲头的上端部通过各个通孔并进入所述模孔，以及

在所述升降台上形成有一个凹部作为所述调节空间，各个通孔的一端在凹部的内底面上开口。

5.如权利要求1所述的成套模具，其特征在于，

所述上模具有多个模孔，所述下模带有多个冲头，各个冲头的上端部通过各个通孔并进入所述模孔，

多个凹部形成在所述升降台上作为调节空间，各个通孔的一端在各个凹部的内底面上开口，所述凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径，以及

在所述升降台上形成有另一种类型的凹部以作为所述调节空间，一些通孔的端部在所述另一类型的凹部的内底面上开口。

6.如权利要求1所述的模具，其特征在于，

通孔的直径大于进入模孔的冲头上端部直径，以当上端部进入通孔时在所述升降台的通孔中形成调节空间。

7.一种用于制造热交换器的热交换片的成套模具，制造步骤为；在一薄金属板上形成一突出部；拉伸该突出部，一次或多次以减小其直径并且使突出部形成为一圆柱形部分；将圆柱形部分冲孔并压出围栏以形成热交换管可从中穿过的轴圈；所述成套模具

包括：

一下模；

一能够移近和离开下模的上模，上模具有用于拉伸突出部的多个模孔，所述模孔都沿金属板的进给方向直线排列，其中模孔的内径小于未经拉伸的且在进给方向制得较短的突出部底部直径；

多个垂直设置在下模基座的冲头，冲头的上端能够进入模孔；以及

设置在下模中的一升降台，升降台通过弹簧装置向上模偏置，升降台具有一通孔，当升降台由于上模向下模基座移动时，冲头的上端穿过该通孔，升降台具有一调节空间，它面朝至少用于第一步拉伸的模孔并且能够容纳突出部的松边部分，该松边部分是在拉伸突出部时在其基部附近形成的。

8.如权利要求7所述的成套模具，其特征在于，

所述升降台上形成有多个凹部以作为所述调节空间，各个通孔的一端在各个凹部的内底部开口，凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径。

9.如权利要求8所述的成套模具，其特征在于，

其端部在凹部内底面上开口的凹部和通孔在各种组合状态下是同轴设置的。

10.如权利要求7所述的成套模具，其特征在于，

在所述升降台上形成有一凹部作为所述调节空间，各个通孔的一端在凹部的内底面上开口。

11.如权利要求7所述的成套模具，其特征在于，

在所述升降台上形成有多个凹部以作为调节空间，各个通孔的一端在各个凹部的内底面上开口，凹部的直径大于未经拉伸的突出部的底部直径，以及

在所述升降台上形成有另一种类型的凹部以作为所述调节空间，一些通孔的端部在另一种类型凹部的内底面上开口。

12.如权利要求7所述的成套模具，其特征在于，

各个通孔的直径大于各个进入模孔的冲头上端部的直径，以当上端部进入通孔时在所述升降台的各个通孔中形成调节空间。

13.如权利要求7所述的成套模具，其特征在于，调节空间都沿金属板的进给方向直线设置，模孔的内径在进给方向制得较小。

14.如权利要求13所述的成套模具，其特征在于，

在所述升降台上形成有多个凹部以作为所述调节空间，各个通孔的一端在各个凹部的内底面上开口，凹部的直径大于未经拉伸的突出部底部直径。

15.如权利要求13所述的成套模具，其特征在于，

凹部和其端在凹部的内底面上开口的通孔在各种组合状态下都是同轴设置的。

16.如权利要求13所述的成套模具，其特征在于，

在所述升降台上形成有一个凹部作为所述调节空间，通孔的端部都在所述凹部的一个内底面上开口。

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