CN108284139A - 一种椭圆形微通道扁管的挤压模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种椭圆形微通道扁管的挤压模具，包括叠加的上模和下模，上模上开设有料道，上模靠近下模的一侧的底面上凸起形成模舌，下模靠近上模的一侧表面中央凹陷形成焊合室，焊合室的中心部位开设有下模孔，料道与焊合室连通，模舌位于下模孔中，模舌外周面与下模孔内壁之间存在间隙；下模孔的端面为椭圆形；模舌包括多个排列设置的舌齿，模舌整体端面为椭圆形；下模孔的端面所对应椭圆的长轴为8.1mm，短轴为5.1mm。在家用空调领域，相比普通的多孔铝扁管，采用该椭圆形的多孔微通道扁管制作的换热器，增大了铝扁管的内表面积，热交换的效率提高了2‑3倍。采用该模具，使椭圆形微通道扁管产品能够顺利生产出，挤压效率高，产品质量好。

Description

一种椭圆形微通道扁管的挤压模具

技术领域

本发明涉及一种椭圆形微通道扁管的挤压模具。

背景技术

微通道多孔铝扁管，广泛地应用于汽车空调、家用空调的领域，是制造换热器的主要材料。它一般的宽度为12～16个毫米，高度为1～2个毫米。由于微通道多孔铝扁管的断面积非常小，因此，在挤压中，尽管是采用了多孔挤压的方式(如六孔、四孔)，但挤压比还是大到了500～1000倍，比传统挤压工艺规范8～50倍的极限，大了足足有十倍以上。因此，它的挤压工艺，本身就是有非常大的难度。所以，在空调换热器所用的扁管的设计时，其高度只能控制在2毫米以内。

但目前，家用空调领域，产生了一个巨大的技术革命，人们发现使用多孔椭圆形微通道扁管，会使热交换的效率，提高两到三倍。但是椭圆管也是微通道扁管，也有500～1000倍的挤压比，且椭圆管的高度大，超过了传统的多孔微通道扁管2毫米的高度的极限，大大增加了挤压难度，因此需要制作专业的挤压模具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种椭圆形微通道扁管的挤压模具，解决现有技术中无法挤压椭圆形微通道扁管的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种椭圆形微通道扁管的挤压模具，包括叠加的上模和下模，上模上开设有料道，上模靠近下模的一侧的底面上凸起形成模舌，下模靠近上模的一侧表面中央凹陷形成焊合室，焊合室的中心部位开设有下模孔，料道与焊合室连通，模舌位于下模孔中，模舌外周面与下模孔内壁之间存在间隙；

所述下模孔的端面为椭圆形；

所述模舌包括多个排列设置的舌齿，模舌整体端面为椭圆形；所述下模孔的端面所对应椭圆的长轴为8.1mm，短轴为5.1mm，模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙为0.5mm，即挤压出的椭圆形微通道扁管高度为5.1mm，宽度为8.1mm，管壁厚度为0.5mm。

使用椭圆多孔管替代原有的扁圆形多孔微通道扁管，制造的换热器热交换效果会成倍的提高。但是，多孔管的形状改变了，挤压过程非常困难，以前的挤压模具的设计形式，已经完全无法适应。而采用本申请所述的椭圆形微通道扁管挤压模具，在挤压过程中，铝件在上模中被挤压进入料道中，由于巨大的挤压摩擦力，使铝件成熔融状态，然后进入焊合室，从模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙挤出，成为端面为椭圆形的多孔微通道扁管。在家用空调领域，相比普通的多孔铝扁管，采用该椭圆形的多孔微通道扁管制作的换热器，增大了铝扁管的内表面积，热交换的效率提高了2-3倍。采用该模具，使椭圆形微通道扁管产品能够顺利生产出，挤压效率高，产品质量好。

进一步改进，所述相邻舌齿之间的间隙包括上模中筋进料通道和中筋挤出通道，上模中筋进料通道的宽度为1.3mm，高度为3mm；中筋挤出通道的宽度为0.35mm。部分熔融状态的铝，从焊合室进入中筋的进料通道后，经中筋挤出通道挤出，形成椭圆形微通道扁管的中筋，通过增加上模中筋进料通道的宽度和高度，更利于熔融状态铝流入，降低了挤压难度。传统的微通道铝扁管厚度为1～2mm，最高的最高为2mm。因此，在挤压扁管的中筋过程中，铝只要能进入2mm，便挤出成功，因此进料通道宽为0.4～0.7mm、高为1.3～1.6mm即可满足要求。但对于椭圆形微通道扁管，高度为5.1mm，在挤压中筋过程中铝需要进入5.1mm才能保证挤出扁管的中筋完整、无缺陷，深度增加了2.55倍，因此，在模具的设计上，需要增加中筋进料通道，便于铝流动。

进一步改进，所述舌齿外周面上设置有多个凹槽，凹槽沿舌齿高度方向开设，凹槽的端面呈V字型，凹槽深度为0.3mm。通过设置多个凹槽，使挤出的椭圆形微通道扁管内壁有多个凸起，起到增加铝扁管的内表面积的作用，提高换热器的热交换效率。

进一步改进，所述料道数量为两个，位于模舌两侧，料道宽度为模舌端面对应椭圆长轴的55％。这样从料道进入焊合室的铝，便会直接注入中筋进料通道，而料道的两边，正好是焊合室的咽喉部位，由于它给铝的流动带来了较大的阻挡，因而使铝首先进入中筋进料通道，然后再通焊合室的咽喉部位，把铝分流到两侧的焊合区，再流入模舌与下模孔内壁之间的间隙中，达到流速均匀的目的。而传统微通道模具的料道的宽度为产品宽度的150％的左右，则铝在焊合室内流动时，首先充满模舌与下模孔内壁之间的间隙形扁管成管壁，而中筋进料通道很窄，铝最后才能流入，不能达到流速均匀的目的，导致挤压出的铝扁管质量较差。

进一步改进，所述焊合室包括四个呈花瓣状的焊合区，包括两个第一焊合区和两个第二焊合区，第一焊合区靠近下模孔一端的宽度较小，采用内窄外宽的方式，以保持挤压时熔融状态的铝的流速均匀。四个焊合区呈辐射状均布在下模孔外围，相邻两个焊合区连接处的宽度比较窄，形成咽喉部，如图所示；其中两个第一焊合区位于对应的两个料道正下方。通过设置咽喉部位，增加铝进入两侧的第二焊合区的阻力，让铝在进入两侧第二焊合区前，先进入中筋进料通道，然后才能通过焊合室的咽喉部进入不对应料道的第二焊合区，以求能够圆满的进入5.1mm高度的中筋进料通道，并达到流速的一致，提高挤出产品质量。

进一步改进，所述上模采用牌号为XR124的硬质合金钢制成。牌号为XR124的硬质合金钢，抗弯强度达到了4000mpa，增加了模舌的强度，挤压过程中不易变形。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

使用椭圆多孔管替代原有的扁圆形多孔微通道扁管，制造的换热器热交换效果会成倍的提高。但是，多孔管的形状改变了，挤压过程非常困难，以前的挤压模具的设计形式，已经完全无法适应。而采用本申请所述的椭圆形微通道扁管挤压模具，在挤压过程中，铝件在上模中被挤压进入料道中，由于巨大的挤压摩擦力，使铝件成熔融状态，然后进入焊合室，从模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙挤出，成为端面为椭圆形的多孔微通道扁管。在家用空调领域，相比普通的多孔铝扁管，采用该椭圆形的多孔微通道扁管制作的换热器，增大了铝扁管的内表面积，热交换的效率提高了2-3倍。采用该模具，使椭圆形微通道扁管产品能够顺利生产出，挤压效率高，产品质量好。

附图说明

图1为现有技术中传统微通道扁管的端面示意图。

图2为本发明所述椭圆形微通道扁管的端面示意图。

图3为发明所述椭圆形微通道扁管的挤压模具的结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为现有技术中传统微通道扁管模具上模靠近下模一侧的端面示意图。

图6为本发明所述椭圆形微通道扁管的挤压模具的上模靠近下模一侧的端面示意图。

图7为图5的B-B剖视图。

图8为图6的A-A剖视图。

图9为现有技术中传统微通道扁管模具下模靠近上模一侧的端面示意图。

图10为发明所述椭圆形微通道扁管的挤压模具的上模靠近上模一侧的端面示意图。

图11为图6局部放大视图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-11所示，一种椭圆形微通道扁管管的挤压模具，包括叠加的上模1和下模4，上模1上开设有料道2，上模1靠近下模4的一侧的底面上凸起形成模舌3，如图3、4、6所示；下模4靠近上模1的一侧表面中央凹陷形成焊合室6，焊合室6的中心部位开设有下模孔5，料道2与焊合室6连通，模舌3位于下模孔5中，模舌3外周面与下模孔5内壁之间存在间隙；

所述下模孔5的端面为椭圆形；

所述模舌3包括多个排列设置的舌齿31，模舌3整体端面为椭圆形；所述下模孔的端面所对应椭圆的长轴为8.1mm，短轴为5.1mm，模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙为0.5mm，即挤压出的椭圆形微通道扁管高度为5.1mm，宽度为8.1mm，管壁厚度为0.5mm，如图2所示。

使用椭圆多孔管替代原有的扁圆形多孔微通道扁管，制造的换热器热交换效果会成倍的提高。但是，多孔管的形状改变了，挤压过程非常困难，以前的挤压模具的设计形式，已经完全无法适应。而采用本申请所述的椭圆形微通道扁管挤压模具，在挤压过程中，铝件在上模中被挤压进入料道中，由于巨大的挤压摩擦力，使铝件成熔融状态，然后进入焊合室，从模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙挤出，成为端面为椭圆形的多孔微通道扁管。在家用空调领域，相比普通的多孔铝扁管，采用该椭圆形的多孔微通道扁管制作的换热器，增大了铝扁管的内表面积，热交换的效率提高了2-3倍。采用该模具，使椭圆形微通道扁管产品能够顺利生产出，挤压效率高，产品质量好。

在本实施例中，所述相邻舌齿31之间的间隙包括上模中筋进料通道32和中筋挤出通道33，上模中筋进料通道32的宽度为1.3mm，高度为3mm，如图8所示；中筋挤出通道33的宽度为0.35mm。部分熔融状态的铝，从焊合室进入中筋的进料通道后，经中筋挤出通道挤出，形成椭圆形微通道扁管的中筋，通过增加上模中筋进料通道的宽度和高度，更利于熔融状态铝流入，降低了挤压难度。传统的微通道铝扁管厚度为1～2mm，最高的最高为2mm，如图1所示。因此，在挤压扁管的中筋过程中，铝只要能进入2mm，便挤出成功，因此进料通道宽为0.4～0.7mm、高为1.3～1.6mm即可满足要求，如图7所示。但对于椭圆形微通道扁管，高度为5.1mm，在挤压中筋过程中铝需要进入5.1mm才能保证挤出扁管的中筋完整、无缺陷，深度增加了2.55倍，因此，在模具的设计上，需要增加中筋进料通道，便于铝流动。

在本实施例中，所述舌齿31外周面上设置有多个凹槽35，凹槽沿舌齿高度方向开设，凹槽的端面呈V字型，如图11所示，凹槽深度为0.3mm。通过设置多个凹槽，使挤出的椭圆形微通道扁管内壁有多个凸起，起到增加铝扁管的内表面积的作用，提高换热器的热交换效率。

在本实施例中，所述料道数量为两个，位于模舌两侧，料道宽度为模舌端面对应椭圆长轴的55％，如图6所示。这样从料道进入焊合室的铝，便会直接注入中筋进料通道，而料道的两边，正好是焊合室的咽喉部位，由于它给铝的流动带来了较大的阻挡，因而使铝首先进入中筋进料通道，然后再通过焊合室的咽喉部位，把铝分流到两侧的焊合区，再流入模舌与下模孔内壁之间的间隙中，达到流速均匀的目的。而传统微通道模具的料道的宽度为产品宽度的150％的左右，如图5、9所示，则铝在焊合室内流动时，首先充满模舌与下模孔内壁之间的间隙形成扁管管壁，而中筋进料通道很窄，铝最后才能流入，不能达到流速均匀的目的，导致挤压出的铝扁管质量较差。图9为传统微通道扁管模具下模靠近上模一侧的端面示意图，包括扁管下模孔15、焊合腔16，其中焊合腔中的箭头为铝的流动方向。

在本实施例中，所述焊合室6包括四个呈花瓣状的焊合区，包括两个第一焊合区61和两个第二焊合区62，第一焊合区连接第二焊合区的部位，通道比较狭小，形成了咽喉部7，如图10所示；其中两个第一焊合区61位于对应的两个料道2正下方。通过设置咽喉部位，增加铝进入两侧的第二焊合区62的阻力，让铝在进入两侧第二焊合区62前，先进入中筋进料通道32，然后才能通过焊合室的咽喉部7进入不对应料道的第二焊合区62，以求能够圆满的进入5.1mm高度的中筋进料通道，并达到流速的一致，提高挤出产品质量，图10中四个焊合区中标识的箭头为铝的流动方向。可见，传统模具的铝的流动方向，仅仅是由两侧往中央的单纯的流动。而本专利模具的铝的流动方向则是，铝由料道口进入第一焊合室61，中间部分的铝，便直接进了中筋进料通道，而第一焊合室61的两边的铝，则必须通过咽喉部位7，进入第二焊合室62，然后从两侧的上、下模的间隙中流出。此种把直接进入和迂回进入并用的方法，使整付模具的流速达到了均匀。

在本实施例中，所述上模1采用牌号为XR124的硬质合金钢制成。牌号为XR124的硬质合金钢，抗弯强度达到了4000mpa，增加了模舌的强度，挤压过程中不易变形。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，包括叠加的上模和下模，上模上开设有料道，上模靠近下模的一侧的底面上凸起形成模舌，下模靠近上模的一侧表面中央凹陷形成焊合室，焊合室的中心部位开设有下模孔，料道与焊合室连通，模舌位于下模孔中，模舌外周面与下模孔内壁之间存在间隙；

所述下模孔的端面为椭圆形；

所述模舌包括多个排列设置的舌齿，模舌整体端面为椭圆形；所述下模孔的端面所对应椭圆的长轴为8.1mm，短轴为5.1mm，模舌外周面与下模孔内壁之间的间隙为0.5mm。

2.根据权利要求1所述的椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，所述相邻舌齿之间的间隙包括上模中筋进料通道和中筋挤出通道，上模中筋进料通道的宽度为1.3mm，高度为3mm；中筋挤出通道的宽度为0.35mm。

3.根据权利要求2所述的椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，所述舌齿外周面上设置有多个凹槽，凹槽沿舌齿高度方向开设，凹槽的端面呈V字型，凹槽深度为0.3mm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，所述料道数量为两个，位于模舌两侧，料道宽度为模舌端面对应椭圆长轴的55％。

5.根据权利要求4所述的椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，所述焊合室包括四个呈花瓣状的焊合区，包括两个第一焊合区和两个第二焊合区，第一焊合区靠近下模孔一端的宽度较小；四个焊合区呈辐射状均布在下模孔外围，相邻两个焊合区连接处的宽度比较窄，形成咽喉部，两个第一焊合区位于对应的两个料道正下方。

6.根据权利要求5所述的椭圆形微通道扁管的挤压模具，其特征在于，所述上模采用牌号为XR124的硬质合金钢制成。