空调翅片胀接工艺分析及冲压工艺研究

发布时间：2017-09-06 18:21

  本文关键词：空调翅片胀接工艺分析及冲压工艺研究

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【摘要】：随着经济的快速发展、人们生活水平的提高,空调已经成为人们日常生活的重要的家电产品。而且由于我国能源资源越来越紧张以及消费者消费层次的多元化发展,空调器朝着高效、节能方向发展。换热器是空调的重要组成部分,而管翅式换热器是目前空调器中最常用的一种换热器。换热器的性能将直接影响到家用空调机的制冷、制热和能耗。换热器主要由翅片和换热管通过胀接组成。翅片是一种强化换热零件,翅片和换热管胀接质量以及翅片本身成形质量的好坏对换热器换热性能有重要影响。本文以空调翅片为研究对象,主要对翅片胀接工艺、翅片换热过程模拟、翅片冲压成形工艺、模具结构设计进行了研究。具体研究内容如下:(1)建立了空调翅片胀接有限元模型,实现对胀接过程的有限元模拟。在翅片上设置凹槽结构,分析了不同位置布置的凹槽结构对翅片翘曲变形的影响。基于有限元数值模拟方法,对翅片胀接的关键设计参数进行正交试验研究。结果表明,凹槽结构能够在一定程度上减小翅片胀接时的翘曲变形程度,但效果有一定限度;对翅片胀接翘曲变形程度影响由大到小的因素是胀球长轴长、胀球短轴长、翅片孔长轴长、翅片孔短轴长;得到一组优化后的胀接参数。随后以该参数进行换热器产品胀接试制,验证了该胀接参数合理。(2)分析空调翅片换热原理,综合运用UG、ICEM和FLUENT软件对空调翅片换热过程进行有限元建模和数值模拟,分析对比原有翅片和结构优化后的翅片组成的换热器的温度场分布,并计算其换热效率。结果表明:结构优化后的换热器的翅片没有翘曲变形且换热效果是最优的。(3)对空调翅片进行了零件结构和冲压工艺性分析,确定了20个工位的级进冲压工艺方案。综合考虑材料利用率和冲压实际情况,确定了12列2步进的冲压方式,并最终设计了排样图和确定压力中心。(4)根据翅片冲压工艺确定模具总体结构,并且根据模具安装、调整和维护情况,按照每个工位的功能把模具分为6个模块进行设计。最后进行了产品试制。结果表明,翅片冲压工艺和翅片多工位级进模设计合理。
【关键词】：空调翅片 胀接工艺 冲压工艺 换热器
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2;TG306
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 空调翅片胀接现状概述12-14
• 1.2.1 胀接的主要方式12-13
• 1.2.2 胀接研究现状13-14
• 1.3 空调翅片冲压成形研究现状14-15
• 1.4 课题来源、研究意义及研究内容15-16
• 1.4.1 课题来源和研究意义15
• 1.4.2 课题的研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 空调翅片胀接过程有限元模拟及分析17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 空调翅片胀接过程有限元模型建立17-25
• 2.2.1 翅片胀接过程17-18
• 2.2.2 有限元软件选取18
• 2.2.3 翅片胀接有限元模型前处理18-22
• 2.2.4 模拟结果及分析22-25
• 2.3 凹槽结构翅片变形分析25-28
• 2.3.1 凹槽结构参数计算25-26
• 2.3.2 凹槽结构分布布置26-27
• 2.3.3 凹槽结构模拟结果及分析27-28
• 2.4 基于正交设计的胀接变形有限元模拟28-31
• 2.4.1 试验目标28
• 2.4.2 正交设计28-29
• 2.4.3 模拟结果分析29-31
• 2.5 换热器产品胀接试制31-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章空调翅片换热效率的有限元数值模拟36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 空调翅片换热原理分析36-38
• 3.2.1 空调系统制冷原理36-37
• 3.2.2 传热原理37-38
• 3.2.3 管翅式换热器热流原理38
• 3.3 空调翅片换热过程有限元模型建立38-43
• 3.3.1 CFD概述38-39
• 3.3.2 物理模型和网格划分39-40
• 3.3.3 数学模型40-43
• 3.4 优化前后翅片换热效果分析对比43-45
• 3.4.1 温度场分析43-44
• 3.4.2 换热单元换热效率分析44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 空调翅片冲压成形工艺分析及计算46-63
• 4.1 引言46
• 4.2 冲压工艺方案初步确定46-48
• 4.3 冲压工艺分析及计算48-58
• 4.3.1 翻边工艺48-51
• 4.3.2 拉深工艺51-55
• 4.3.3 冲裁工艺55-57
• 4.3.4 压边力及总冲压力的计算57-58
• 4.4 排样设计及压力中心的确定58-61
• 4.4.1 排样设计58-60
• 4.4.2 压力中心的确定60-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第五章 模具结构设计及产品试制63-79
• 5.1 引言63
• 5.2 模具的整体结构设计63-65
• 5.2.1 模具整体结构的确定63-64
• 5.2.2 模架及导向结构设计64-65
• 5.2.3 模具精度计算65
• 5.3 子模设计65-75
• 5.3.1 拉深子模设计65-69
• 5.3.2 冲孔翻边子模设计69-71
• 5.3.3 百叶窗子模设计71-72
• 5.3.4 切边分条子模设计72-73
• 5.3.5 拉料机构设计73-74
• 5.3.6 切断子模设计74-75
• 5.4 翅片产品试制75-78
• 5.5 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果85-86
• 致谢86-87
• 附件87

【参考文献】

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本文编号：804705