汽車散熱器主片成形工藝改進和模具設計分析

郁雯霞

（無錫工藝職業(yè)技術學院，江蘇 宜興 214206）

現(xiàn)階段國內(nèi)散熱器主片生產(chǎn)主要采用的是傳統(tǒng)的“脹形-整形-刺翻孔”工藝，存在一定的問題及困難，主要要求增加脹形凸模厚度的尺寸及增大脹形凸模厚度的尺寸雖可以增加脹形高度，但大脹包直徑不利于后序的縮徑整形。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，用戶對于散熱器性能的要求越來越高，這就對散熱器沖壓件成形提出了更高的要求。

1 原散熱器主片沖壓工藝與傳統(tǒng)模具設計方案

原散熱器主片沖壓工藝主要為壓包預成形、切邊、翻遍成形、沖腰形孔等，具有一定的缺陷，在第四道工序沖腰形孔后可以發(fā)現(xiàn)成形的凸包現(xiàn)象，主要是通過一定的圓弧連接而成的，導致散熱管插入時阻力加大，極易導致變形及劈管的現(xiàn)象，影響散熱器的質(zhì)量。傳統(tǒng)的主片扁管孔成形方式主要采用沖孔成形，在預成形工序完成制件的壓包、壓筋、預成形，通過壓包的方式保證沖孔后主片能夠滿足周邊的導向要求.模具設計采用預成形制件的外形完成制件坯料的外形切邊成形。沖扁管孔已成形后的工序件的內(nèi)腔定位，完成主片扁管孔的沖壓成形操作。

2 汽車散熱器主片成形工藝改進和模具設計

（1）確定合理的汽車散熱器主片成形工藝。確定的工藝首先為脹形工序，采用0.7厚度的H68板料脹形，包高為3.5mm左右，用平頂凸模進行整形，保持包高3.5mm的高度，重新分配材料，保證經(jīng)過整形后包的外輪廓尺寸小于沖孔凹?？诘某叽纾３譀_孔凸模尺寸較整形凸模尺寸大0.1mm，實施單孔脹形-整形-沖孔的試驗操作，一定程度上提高工藝成形生產(chǎn)質(zhì)量，將成形的翻邊高度控制在2.7mm，有效直邊長度為2mm，在翻邊邊緣不存在裂口現(xiàn)象。

（2）散熱器主片模具的設計。第一道工序的設計為落料、拉延、脹包、脹筋等工序，在模具壓料板壓料處理完成后首先實施落料處理，落料完成后，上模向下運動2毫米開始實施拉延操作，同時開始實施脹包及脹筋操作，上下模合模時同時實施拉延、脹包及脹筋等操作，在上下模分開時由氣缸和頂出器將零件從落料凹模腔中退出，通過上模的打桿及退料彈簧將零件從落料凸模腔中退出，防止零件粘在脹包凸模上，在設計脹包凹模腔內(nèi)的過程中應實施退料彈簧及退料銷的操作，在脹包凸模下放置墊板，防止脹包凸模的磨損現(xiàn)象。第二道工序為：模具零件主要是采用刺翻孔凸模固板外表面進行定位的，模具的壓料板壓料完成后開始實施翻邊操作，在翻邊實施的過程中同步實施刺翻孔操作，在上下模完全合模時將翻邊的操作完成，保證翻邊操作完成前完成刺翻孔的操作，在上下模分開時，由氣缸及頂出器將零件從翻邊凹模腔內(nèi)退出，通過上模中的退料彈簧及退料銷將零件從刺翻孔凹模腔中退出，為了增加翻邊凸模的剛度，在翻邊凸模外側(cè)布置相應的加強板，將其設計為兩體。

（3）整形組合模具的設計操作。在設計整形組合模具的過程中結(jié)構(gòu)為整形凹模、壓料塊、整形凸模、限位塊、退料塊等，由于主片每排孔的數(shù)量沒有一定的規(guī)律，對于用等長分塊無法組合的主片需要分別單獨配做一塊壓料塊、限位塊、整形凹模，整形凸模、退料塊。由于主片孔排數(shù)不同相應的變化，孔排數(shù)不同的塊長度尺寸及螺釘孔、銷釘孔的孔位相一致，為了保證整形凹模的裝配位置精準，在壓料塊上設計相應的限位槽，在壓料塊下方固定板上布置相應的限位槽，保證整形凸模的裝配精度，為了方便退件，可以在每塊整形凹模內(nèi)布置相應的退料彈簧及退料銷，由于兩塊退料塊固定板屬于一體的，其長度也可以根據(jù)主片可能的最大長度進行設計。

（4）翻孔凹模及凸模結(jié)構(gòu)的設計。預沖孔主要作用為在模具下行時，將工序件在需翻孔的位置上進行預沖孔操作，避免翻孔后腰形孔兩圓弧端出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，影響扁管與腰形孔的接觸面高度，為了保證后續(xù)翻孔制作高度在2mm以上，這段凸模尺寸應設計為一定的標準內(nèi)，截面形狀設計為腰形，凸模的第二個階段為翻孔成形，主要的作用為保證模具在繼續(xù)下行的過程中利用此分段設計規(guī)劃好的凸模形狀將預沖孔工序件進行翻孔操作，滿足主片扁管孔翻孔的尺寸要求；在壓制導向的階段，模具進一步下行的過程中利用此段形狀壓制成70°左右的導向角度，以此滿足主片扁管腰形孔周邊的導向要求。為了提高制件翻孔后翻邊角度與底面垂直的效果，減少翻孔后翻邊角度回彈現(xiàn)象，滿足翻孔后翻邊高度的要求，應將翻孔成形部位與凹模之間的間隙設計為負間隙。

3 結(jié)語

汽車散熱器主要是由主片、水室、散熱帶、散熱管、密封條及護板等零件組成的，主片屬于連接部件中最為重要的部分，主片的質(zhì)量好壞直接影響著散熱器的質(zhì)量。因此，在進行汽車散熱器主片成形工藝及模具設計的過程中應優(yōu)化設計及工藝方案，最大程度上保證主片的質(zhì)量，優(yōu)化設計方案。