CN102416458B - 微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备及方法，所述方法为：首先，闭合模具；其次，用夹具夹持装配完成的翅片和扁管嵌入到由定模半体和动模半体组成的闭合模具的狭缝中直至与芯棒良好贴合；再次，从充填开口向压铸室注入金属熔体；再次，推动柱塞开始压射过程；最后，待冷却固化后将芯棒抽出，在模腔内形成集流管，开模即可得到微通道平行流换热器。所述芯棒由两个分体式半芯棒组成，其中一个分体半芯棒带有与扁管相配合的狭缝。本发明微通道平行流换热器的装配中将集流管的制造与集流管、扁管的装配合为一步，缩短了加工周期，实现了成形装配一体化。

Description

微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备及方法

技术领域

本发明涉及一种换热器的制造设备及方法，具体地说，涉及的是一种微通道平行流换热器的集流管成形装配一体化工艺设备及方法。

背景技术

由于微通道换热器在性能及成本上的优势，将逐步广泛应用于冷凝器，水盘管，蒸发器以及热泵等制冷空调系统中。如何设计出传热性能更为高效，可靠性更高且更为经济的微通道换热器是其发展的方向。

微通道换热器应用于家用和商用空调系统处于初期阶段，涉及产业链中的方方面面，如何解决生产过程中的工艺问题、成本问题、可靠性问题等，制约其进一步的发展。在技术上的障碍在于制造过程与成本之间如何更好的协调以适应更广泛系列的产品的低量生产，及缺乏实用的设计。随着技术水平和产品开发能力的提高，压铸产品种类和应用领域不断扩宽，其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。

目前微通道换热器的装配方法主要采用的是集流管的加工与集流管和扁管装配分步进行的方法实施的。集流管的制造方法主要是冲压，这种方法的缺点是加工过程中会产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生；其装配的主要方法是钎焊，这种方法过分的依赖于人工装配，不利于批量生产，而且容易造成扁管易虚焊、松脱、钎缝不连续等缺陷。

经检索，发现中国发明专利：叠成式热交换器的扁平管子的钎焊方法，公开号：1130887，申请号：95190646.1，该发明公开一种换热器设备的焊接工艺：“叠层式交换器的扁平管子的钎焊方法，它是通过散热片将经过、钎料金属包层的多个扁平管子层叠，把上述各个扁平管子的两个端部或者至少一个端部插入到热交换器上下贮水箱的管子插入孔里地加以组装，用整体钎焊把上述扁平管子的端部和管子插入孔钎焊连接的，其特征是：把上述管子插入孔的宽度尺寸做成比上述扁平管子的宽度大，在组装后整体钎焊时，把上述扁平管子的宽度方向朝上下方向地横放叠层式热交换器，而且在上述扁平管子和管子插入孔的下部设置间隙地用夹具加以支撑，然后进行钎焊。”

经检索，发现中国发明专利：一种热交换器用集流管的加工方法，公开号：101590502，申请号：200910048178.2，该发明公开一种热交换器用集流管的加工方法：“一种热交换器用集流管的加工方法，其特征在于：1）集流管在脱模压块和下底座之间限位，集流管的正上方垂直方向置有一副或多幅冲刀，集流管一端与滑块连接；2）当冲刀向下冲压，一个或多个冲压孔冲压完成后，冲刀向上移动提起，滑块带动集流管向前端移动，以集流管上的孔间距为步进行程，集流管到达下一冲孔冲压位置，重复冲孔操作，直至所有冲压孔冲压加工完成。为避免冲压孔内陷，集流管内置芯棒。”

上述发明在集流管的制造和装配上分别采用的是冲压和钎焊的方法，冲压的缺点是加工过程中会产生的噪音和振动两种公害，每次冲压孔前都要移动滑块，工艺复杂、效率低下，而且操作者的安全事故时有发生。钎焊装配的缺点是过分的依赖于人工装配，不利于批量生产，而且容易造成扁管虚焊、松脱、钎缝不连续等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备及方法，微通道平行流换热器的装配中将集流管的制造与集流管与扁管的装配合为一步，提高了工艺的可靠性，避免了集流管冲压孔时产生的噪声和振动，能极大减少加工过程中的事故发生率，装配可靠性大大提高，省时、便于自动化生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，包括：

带有用于充填金属熔体的充填开口的压铸室；

置于压铸室内的柱塞；

与压铸室相连的带有狭缝的动模半体和定模半体，所述动模半体和定模半体组合成一个闭合模具，形成模腔，所述充填开口通入该模腔的流道内；

以及设置于模腔内的由芯棒，所述芯棒由两个分体式半芯棒组成，其中一个分体半芯棒带有与扁管相配合的狭缝。

所述设备为卧式冷室压铸机。

本发明提供一种微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，包括如下步骤：

首先，闭合模具；

其次，用夹具夹持装配完成的翅片和扁管嵌入到闭合模具的狭缝中直至与设置于模腔内的芯棒良好贴合；

再次，从充填开口向压铸室注入金属熔体；

再次，推动压铸室内柱塞开始压射过程；

最后，待冷却后将芯棒分步抽出，开模即形成微通道平行流换热器。

进一步的，装配完成后的扁管与翅片的端面形状及尺寸必须保证与合模后动模半体与定模半体所形成的狭缝形状及尺寸相配合。

进一步的，装配完成后的扁管与翅片中的扁管间距与合模后动模半体与定模半体的形成的狭缝间距相同。

进一步的，扁管嵌入芯棒狭缝中时，为保障集流管与扁管之间形成良好的通道，所述芯棒截面形状由扁管一侧端面形状确定。

进一步的，芯棒所开的狭缝与扁管端面形状相配合，狭缝的间距与装配完成后的扁管与翅片中的扁管间距相同。

进一步的，所述扁管的通道可以是同一截面，也可以是变截面的。

进一步的，在零件制备时没有制备集流管，集流管在压铸过程中制备而成。

进一步的，芯棒截面形状、面积及长度应与所要求的集流管内截面形状、面积及其长度相同。

进一步的，集流管的外形由腔体所决定，腔体的内半径与芯棒的半径差值为所需集流管的壁厚。

进一步的，合模后模腔的狭缝宽度尺寸及芯棒狭缝宽度尺寸比扁管宽度尺寸略大。

进一步的，芯棒起模的时候分成2步，首先将无狭缝的分体半芯棒从侧面撤出，再将另一分体半芯棒推离翅片，再从侧面撤出。

进一步的，选用的浇道形式必须适用于环形管件。

进一步的，应该对最终形成微通道平行流换热器进行检验和修整，使得外形尺寸符合预定要求，并且保证扁管和集流管的通畅。

与现有技术相比，本发明微通道平行流换热器的装配中将集流管的制造与集流管与扁管的装配合为一步，提高了工艺的可靠性，避免了集流管冲压孔时产生的噪声和振动，明显具有柔性强、省时、便于自动化生产等特点。本发明缩短了加工周期，实现了成形装配一体化。

附图说明

图1简示了微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法流程图。

图2简示了微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备结构示意图。

图3简示了一种适合薄壁管件的浇道形式。

图4简示了一种合模后的模腔狭缝形式。

图5简示了一种带有燕尾槽的芯棒形式。

图中：定模半体1、动模半体2、扁管与翅片3、芯棒4、不带狭缝的分体半芯棒4.1、带狭缝的分体半芯棒4.2、充填开口5、模腔6、柱塞7、压铸室8、狭缝9、金属熔体10、微通道平行流换热器11。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形的方法流程图：

第一步，闭合模具；如图1.1-1.2所示，将带有狭缝的动模半体2和定模半体1，所述动模半体2和定模半体1组合成一个闭合模具，形成模腔6；

第二步，用专用夹具夹持装配完成的翅片和扁管3嵌入到由定模半体1和动模半体2组成的闭合模具的狭缝9中直至与芯棒4良好贴合；如图1.2-1.3所示；所述芯棒4由两个分体式半芯棒组成，其中一个分体半芯棒带有与扁管相配合的狭缝9；

第三步，从充填开口5向压铸室8注入金属熔体10；金属熔体10通入模腔6中，如图1.3所示；

第四步，推动柱塞7开始压射过程；如图1.4所示；

第五步，待冷却后将芯棒4抽出，在模腔6内形成集流管，开模即可得到微通道平行流换热器11，如图1.5-1.7所示。

本实施例中，注入的金属熔体10为铝，之后开始压射过程，充型速度为30m/s；进一步完成增压阶段，熔体固化。

本实施例中，装配完成后的扁管3与翅片的端面形状及尺寸必须保证与合模后动模半体1与定模半体2所形成的狭缝9形状及尺寸相配合。

本实施例中，装配完成后的扁管3与翅片中的扁管间距与合模后动模半体1与定模半体2的形成的狭缝间距相同。

本实施例中，扁管3嵌入芯棒4狭缝中时，为保障集流管与扁管之间形成良好的通道，所述芯棒4截面形状由扁管一侧端面形状确定。

本实施例中，芯棒4所开的狭缝9与扁管3端面形状相配合，狭缝9的间距与装配完成后的扁管与翅片中的扁管间距相同。

本实施例中，所述扁管3的通道可以是同一截面，也可以是变截面的。

本实施例中，在零件制备时没有制备集流管，集流管在压铸过程中制备而成。

本实施例中，芯棒4截面形状、面积及长度应与所要求的集流管内截面形状、面积及其长度相同。

本实施例中，集流管的外形由腔体所决定，模腔6的内半径与芯棒4的半径差值为所需集流管的壁厚。

本实施例中，合模后模腔6的狭缝宽度尺寸及芯棒4狭缝宽度尺寸比扁管3宽度尺寸略大。

本实施例中，芯棒4起模的时候分成2步，首先将无狭缝的分体半芯棒从侧面撤出，再将另一分体半芯棒推离翅片，再从侧面撤出。

本实施例中，选用的浇道形式必须适用于环形管件，图3简示了一种适合薄壁管件的浇道形式。

本实施例中，对最终形成微通道平行流换热器进行检验和修整，使扁管外形符合预定要求，并且保证扁管和集流管的通畅。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种用于实施例1所述方法的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，包括：

带有用于充填金属熔体的充填开口5的压铸室8；

置于压铸室内的柱塞7；

与压铸室相连的带有狭缝的动模半体2和定模半体1，所述动模半体2和定模半体1组合成一个闭合模具，形成模腔6，所述充填开口5通入该模腔6的流道内；

以及设置于模腔6内的由芯棒4，所述芯棒4由两个分体式半芯棒组成，其中一个分体半芯棒带有与扁管相配合的狭缝9。如图5所示。

所述设备为卧式冷室压铸机。

本实施例中，扁管3嵌入芯棒4狭缝中时，为保障集流管与扁管之间形成良好的通道，所述芯棒4截面形状由扁管一侧端面形状确定。

本实施例中，芯棒4所开的狭缝9与扁管3端面形状相配合，狭缝9的间距与装配完成后的扁管与翅片中的扁管间距相同。

本实施例中，所述扁管3的通道可以是同一截面，也可以是变截面的。

本实施例中，芯棒4截面形状、面积及长度应与所要求的集流管内截面形状、面积及其长度相同。

本实施例中，合模后模腔6的狭缝宽度尺寸及芯棒4狭缝宽度尺寸比扁管3宽度尺寸略大。

本实例中闭合模具后的腔体内径为41.2mm，腔体长度为410mm，芯棒直径为40mm，深入腔体的长度为400mm；装配完成后的翅片和扁管的尺寸必须保证与下箱体的狭缝尺寸相配合，以便扁管能顺利嵌入到下箱体狭缝中，本实例中选取箱体狭缝形状如图4所示；扁管3插入到芯棒4的狭缝9中，本实例中芯棒4狭缝形状如图5所示。图5中：不带狭缝的分体半芯棒4.1、带狭缝的分体半芯棒4.2。

上述实施例中可以看出，本发明微通道平行流换热器的装配中将集流管的制造与集流管与扁管的装配合为一步，提高了工艺的可靠性，避免了集流管冲压孔时产生的噪声和振动，能极大减少加工过程中的事故发生率，装配可靠性大大提高，省时、便于自动化生产。

以上仅仅是对本发明的较佳实施例进行的详细说明，但是本发明并不限于以上实施例。应该理解的是，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员做出的各种修改，仍属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，所述设备为卧式冷室压铸机，其特征在于包括：

带有用于充填金属熔体的充填开口的压铸室；

置于压铸室内的柱塞；

与压铸室相连的带有狭缝的动模半体和定模半体，所述动模半体和定模半体组合成一个闭合模具，形成模腔，所述压铸室的充填开口通入该模腔的流道内；以及

设置于模腔内的芯棒，所述芯棒由两个分体式半芯棒组成，其中一个分体半芯棒带有与扁管相配合的狭缝。

2.根据权利要求1所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，其特征在于：扁管嵌入芯棒狭缝中时，所述芯棒截面形状由扁管一侧端面形状确定。

3.根据权利要求1所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，其特征在于：芯棒截面形状、面积及长度与所要求的集流管的内截面形状、面积及其长度相同。

4.根据权利要求1-3任一项所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形设备，其特征在于：两个分体半芯棒无缝隙紧密连接。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述设备的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于包括如下步骤：

首先，闭合模具；

其次，用夹具夹持装配完成的翅片和扁管嵌入到闭合模具的狭缝中直至与设置于模腔内的芯棒良好贴合；

再次，从充填开口向压铸室注入金属熔体；

再次，推动压铸室内柱塞开始压射过程；

最后，待冷却后将芯棒分步抽出，开模即形成微通道平行流换热器。

6.根据权利要求5所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于：芯棒的狭缝与扁管端面形状及尺寸相配合，芯棒狭缝的间距与装配完成后的扁管与翅片中的扁管间距相同，装配完成后的扁管与翅片的扁管端面形状及尺寸与合模后动模半体与定模半体所形成的狭缝形状及尺寸相配合，合模后模腔的狭缝宽度尺寸及芯棒狭缝宽度尺寸比扁管宽度尺寸略大。

7.根据权利要求5所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于：在零件制备时没有制备集流管，集流管在压铸过程中制备而成。

8.根据权利要求5所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于：集流管的外形由模腔所决定，模腔的内半径与芯棒的半径差值为所需集流管的壁厚。

9.根据权利要求5所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于：芯棒起模分成2步，首先将无狭缝的分体半芯棒从侧面撤出，再将另一分体半芯棒推离翅片，再从侧面撤出。

10.根据权利要求5-9任一项所述的微通道平行流换热器的集流管一次压铸成形方法，其特征在于：对最终形成微通道平行流换热器进行检验和修整，使得外形尺寸符合预定要求，并且保证扁管和集流管的通畅。

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