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1工艺分析1.1翅片成形工艺由于翅片形状复杂且生产批量大，需经过多次拉深、冲裁、翻边等工序成形，单工序模和复合模难以满足其生产要求，决定采用自动送料的级进模成形。翅片的材料一般采用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要求较高，送料步距精度须控制在0.01mm以内，图1所示为翅片典型冲压工序。图1翅片典型冲压工序图2所示为V形波纹翅片制件，翅片表面呈波纹状，材料为0.25mm厚-O铝箔，翅片翻边孔直径为φ（8.±0.0）mm，列距为（19.05±0.05）mm，孔间距为（25.4±0.05）mm，翻边高度H为1.5~5.8mm，翅片两边具有花纹。若采用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，波纹成形一般与拉深最后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，除少数翻孔高度要求较低的翅片外，一般要经过次以上拉深。拉深次数取决于拉深高度的要求，并与翅片孔径有关，一般低翻边要求（翻边高度为1/翅片孔径以下）的翅片，孔径为φ7、φ8mm时拉深次数为~4次，每次拉深系数控制在0.8左右，如拉深次数增加1~2次，拉深效果会更好[1]。该翅片最终成形高度为5.8mm，属于高拉深成形，为获得更好的成形效果，确定采用6次拉深；根据薄板翅片高凸缘成形法和参考文献[]，并结合多年生产经验，拉深凸模采用球头，可以更好地使板料在凹模内聚集，能使拉深高度更高，最终确定种成形方案，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φ6.8mm，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：翻边凸模工作时，翅片会在切向拉应力作用下减薄，翻边间隙的选取要合理，一般取，翻边间隙取0.24mm，翻边凸模直径为φ8.25mm，翻边凹模直径为φ8.49mm。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、压力机工作台面的空间等，排样如图所示。图翅片成形排样2模具设计模具结构如图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mm，宽mm，闭合高度mm，采用四导柱滚珠模架结构；为保证模具的导向精度，在拉深、冲孔、翻边工序均设置小导柱、导套导向；各模块均采用直杆型定位销与上下模座实现精确定位。压料、拉深、冲孔、翻边、切边、纵切边由压力机提供动力，滑块上下运行一次，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控制，在到达设置制件长度时动作，实现翅片任意长度的切断。图4模具结构

1.下模座2.压料垫块.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1.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2.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0.切边上刀块1.切边下刀块2.纵切上刀块.纵切下刀块4.垫刀条5.盖板6.活动送料盖板7.送料钉8.活动送料板9.固定送料盖板40.送料固定板41.打杆42.打击块4.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5.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

有限元分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重要的冲压工序，决定了翅片的成形高度和质量，翅片成形时具有大挠度、大变形的复杂塑性变形特点。新产品研发时难以根据生产经验预测其成形质量，需要反复修改模具，因此对翅片多工位拉深进行有限元模拟，验证设计的可行性很有必要[7,8]。为提高模拟效率，采用两列拉深成形方式进行模拟，建立6次拉深模型，导入Dynaform中。模拟采用单动成形，工具参考面为上、下模，凸模固定不动，凹模向下运动成形的方式，在第1次拉深模拟结束后，将模拟结果导入第2次拉深中，继续成形，直至6次拉深成形结束。图5所示为第1次拉深仿真模型，其余5次与第1次类似，为真实再现翅片成形过程，采用实际冲压速度mm/s，压边力为N进行模拟。图5仿真模型分别对方案1、2、进行模拟，发现方案1拉深高度最高，能够达到制件高度要求。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，无破裂和起皱，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7.6mm后缓慢降至6.4mm，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试验验证试验采用YKC系列空调翅片闭式高速冲压自动生产线，额定压力为kN，滑块行程为40mm，装模高度为~0mm，冲次为~次/min，图1所示为冲制翅片的片头，各工位成形良好，无起皱、破裂等缺陷，验证了设计的可行性。图1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械有限公司

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