一种用于换热器口琴管的成型方法及其挤压模具技术

本发明专利技术公开了一种用于换热器口琴管的成型方法及其挤压模具，先挤压成弯曲的圆弧型口琴管型材，再挤压成直线型口琴管型材；该挤压模具包括设置在下模一侧的回直板，将圆弧型的口琴管型材回直变形成直线型的口琴管型材；且弯曲的圆弧型口琴管型材的中心层曲率半径Ra与直线型口琴管型材初始断面长度L之间符合Ra=(0.525～0.55)L；由于采用了先挤压成圆弧型口琴管后结合回直板变形为直线型口琴管的生产方式，使得所模芯都处于同一直径的圆周上，消除了挤压筒在径向上的压力差，大幅提高了模具的强度和刚度，明显提高了模具使用寿命，且缩短了模具的加工周期，降低了成本，同时挤压成型稳定，金属流动均匀，显著提高了生产效率。显著提高了生产效率。显著提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于换热器口琴管的成型方法及其挤压模具


[0001]本专利技术涉及挤压口琴管型材的工艺和模具领域，尤其涉及的是一种用于换热器口琴管的成型方法及其挤压模具。

技术介绍

[0002]换热器口琴管(简称口琴管，下同)因其端面形状类似口琴而得名，是汽车、家居空调等换热系统所必需的铝合金型材，在使用过程中，口琴管内可充有冷却介质，用做换热系统的流体导管。
[0003]随着汽车工业的持续发展以及人们对家居条件的不断改善，汽车的产量和保有量以及家居空调也在逐年增加，尤其是汽车维修的二级市场，口琴管的需求量极大；而为了提高口琴管的导热率，其常被设计成薄壁和多孔的结构，如图1所示，图1是现有技术中某款34孔高精度铝合金口琴管型材的断面结构放大示意图，这种直线式“口琴”型散热管铝型材的特点是其长宽比大(L/B＞23)，中间有加强筋，壁厚和加强筋都很薄(C=0.5mm)，且外观有0.2mm的平面度要求，这势必增加了其生产的难度，成型难、挤压比大、不稳定，易出现偏摆，产量少。
[0004]口琴管壁薄、孔多，挤压生产时比较难于成形，关键是挤压所用的热挤压模具报废率高，使得中国国内目前热挤压高质量和大型宽幅的口琴管所用的模具几乎都是从国外采购进口，而中国国内生产换热器用口琴管的热挤压模具大部分仅限于12孔以下的模具，一些多孔小筋特别是能够在连续挤压机上生产大型宽幅薄壁口琴管的模具就几乎更少。
[0005]同时，目前汽车与家居空调、计算机等也趋于采用高精度铝合金口琴管型材作为换热冷却器件，其材质的选用由纯铝发展到D97、110l、O50A、3003和3104等型号的铝合金，厚度尺寸也由5mm逐渐变薄为2mm甚至1mm以下，进而对热挤压模具的要求更高；因此，若能够对直线式“口琴”型散热管铝型材的热挤压模具技术进行一些突破，或许就可以为高质量、大宽幅的换热器用口琴管铝型材的制造生产实现国产化、系列化、专业化提供有力支撑，不仅能够节约大量的外汇，而且对于降低汽车冷凝器及空调生产厂家的生产成本，还能够提高中国制冷行业的水平，因此具有十分重大的实际意义。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于换热器口琴管的挤压模具，模具强度和刚度高，使用寿命长。
[0007]同时，本专利技术还提供一种用于换热器口琴管的成型方法，挤压成型稳定，金属流动均匀，生产效率高。
[0008]本专利技术的技术方案如下：一种用于换热器口琴管的挤压模具，包括上模和下模，还包括设置在下模一侧的回直板，用于将圆弧型的口琴管型材回直变形成直线型的口琴管型材；且弯曲的圆弧型口琴管型材的中心层曲率半径Ra与直线型口琴管型材初始断面长度L之间符合关系式Ra = (0.525～0.55)L。
[0009]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：采用双孔挤压的布局方式，用于一次挤出两条“口琴”型散热管铝型材。
[0010]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：采用上下对称布置的双孔挤压方式。
[0011]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：所述上模在挤压单条圆弧型口琴管型材位置周边的外侧区域左右对称设置有两个第一分流孔S1，并在挤压单条圆弧型口琴管型材位置周边的内侧区域设置一个第二分流孔S2，三个分流孔的横截面均呈圆弧形的长圆孔状，且三个分流孔的圆弧中心与所挤压圆弧型口琴管型材弧形中心层的中心同轴设置。
[0012]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：所述第二分流孔S2的面积小于单个第一分流孔S1的面积，两者的面积相差不超过5%；且三个分流孔的总面积满足K=(0.3～0.4)λ，其中，K代表分流比，λ代表挤压比。
[0013]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：所述第一分流孔S1外侧圆弧的半径Rb = R
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10mm，R代表挤压筒的内半径；第一分流孔S1内侧圆弧的半径Rc = Rd + (16~20)mm，Rd代表第二分流孔S2外侧圆弧的半径。
[0014]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：左右对称的两第一分流孔S1之间形成分流桥，分流桥朝向下模焊合室的一端采用下沉的锥部结构，分流桥端部距离上模端面6mm，且分流桥端部做倒角R1处理；第一分流孔S1的外侧边缘与下模模孔边缘的角距离b1 = 5～8mm，并在入口侧作b2宽度的扩孔；第二分流孔S2的边缘与同侧第一分流孔S1的外侧边缘的连接线穿过模具的中心点，并在入口侧作b2宽度的扩孔。
[0015]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：所述上模的模芯两端采用锥台基座的支撑结构，每个独立的模芯的高度为3mm，所有引流孔的高度都在2~3mm之间，单个引流孔的宽度B3 = B4
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0.6mm，B4代表单个模芯的宽度，模芯间的工作带有效长度为1.5mm；下模的工作带采用无级差结构，且下模工作带为1mm。
[0016]所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其中：所述回直板的入口端呈圆弧形的长圆孔状，回直板的出口端呈直线型的长圆孔状，入口端长圆孔内侧边缘的中点投影在出口端长圆孔的中心点上；且回直板与下模相衔接的入口端边缘尺寸B5比下模模孔边缘周边大5mm，回直板的出口端宽度尺寸B6 = B + 0.2mm，B代表直线型口琴管型材横断面的宽度；回直板的厚度在40~50mm之间。
[0017]一种用于换热器口琴管的成型方法，用于挤压直线型口琴管型材，先挤压成弯曲的圆弧型口琴管型材，再挤压成直线型口琴管型材；且该成型方法中使用有上述中任一项所述的用于换热器口琴管的挤压模具。
[0018]本专利技术所提供的一种用于换热器口琴管的成型方法及其挤压模具，由于采用了一种断面演变的挤压新工艺，将型材结构进行形状的改变，将型材断面由传统的直线型设计成弯曲的弧形，也就是说，挤压过程型材的断面是变化的，首先将型材挤压成具有一定曲率的形状，然后通过模具使断面演变回直成产品要求的直线状，而这整个变形均在挤压过程中的一套模具内完成，这种先挤压成圆弧型口琴管后结合回直板变形为直线型口琴管的生产方式，使得所模芯都处于同一直径的圆周上，消除了挤压筒在径向上的压力差，大幅提高了模具的强度和刚度，明显提高了模具使用寿命，且缩短了模具的加工周期，降低了成本，同时挤压成型稳定，金属流动均匀，显著提高了生产效率。
附图说明
[0019]在此描述的附图仅用于解释目的，而非意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围；图中各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并非是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸；本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。
[0020]图1是现有技术中某款34孔高精度铝合金口琴管型材的断面结构放大示意图；图2是现有技术用于成型换热器口琴管的挤压模具的平面结构示意图；图3是现有技术用于成型换热器口琴管的挤压模具的剖面结构示意图；图4是现有技术用于成型换热器口琴管的挤压模具模芯之间引流孔的结构放大示意图；图5是图4中的A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于换热器口琴管的挤压模具，包括上模和下模，其特征在于，还包括设置在下模一侧的回直板，用于将圆弧型的口琴管型材回直变形成直线型的口琴管型材；且弯曲的圆弧型口琴管型材的中心层曲率半径Ra与直线型口琴管型材初始断面长度L之间符合关系式Ra = (0.525～0.55)L。2.根据权利要求1所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其特征在于：采用双孔挤压的布局方式，用于一次挤出两条“口琴”型散热管铝型材。3.根据权利要求2所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其特征在于：采用上下对称布置的双孔挤压方式。4.根据权利要求3所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其特征在于：所述上模在挤压单条圆弧型口琴管型材位置周边的外侧区域左右对称设置有两个第一分流孔S1，并在挤压单条圆弧型口琴管型材位置周边的内侧区域设置一个第二分流孔S2，三个分流孔的横截面均呈圆弧形的长圆孔状，且三个分流孔的圆弧中心与所挤压圆弧型口琴管型材弧形中心层的中心同轴设置。5.根据权利要求4所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其特征在于：所述第二分流孔S2的面积小于单个第一分流孔S1的面积，两者的面积相差不超过5%；且三个分流孔的总面积满足K=(0.3～0.4)λ，其中，K代表分流比，λ代表挤压比。6.根据权利要求4所述的用于换热器口琴管的挤压模具，其特征在于：所述第一分流孔S1外侧圆弧的半径Rb = R
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10mm，R代表挤压筒的内半径；第一分流孔S1内侧圆弧的半径Rc = Rd + (16~20)mm，Rd代表第二分流孔S2外侧圆弧的半径。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓汝荣，罗艺茹，黄小河，谢火红，盘德文，庄翔，黄雪梅，
申请(专利权)人：广州科技职业技术大学，
类型：发明
国别省市：