СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТИНЫ ПЛАСТИНЧАТО-ТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 1998 года по МПК B21D53/08 B21D22/04 F28F3/04 

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к способам изготовления пластин для теплообменников беструбного типа из тонколистового материала, используемых в качестве охладителей, радиаторов и различного рода теплообменников.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ изготовления пластины пластинчато-трубного теплообменника из листовых заготовок путем многопереходной штамповки рифтов, включающий на первом переходе штамповки вытяжку с формовкой растяжением в матрицу с прижимом периферийной части и получением рифта с площадью в плане, превышающей площадь в плане готового рифта на 10 15% причем зазор между прижимом и матрицей равен 2,5 3 толщинам пластины, а на последнем переходе пробивку отверстий в зоне рифтов.

Недостатком способа является ограниченность ассортимента выпускаемых пластин, в частности, пластин с многорядной расстановкой отверстий с отбортовками и, особенно, ограниченность в сторону уменьшения расстояния между этими отверстиями и в сторону увеличения высоты отбортовок.

Задача изобретения сводится с расширению технологических возможностей способа путем обеспечения получения пластин широкого ассортимента для пластинчато-трубного теплообменника и к уменьшению брака при их изготовлении.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления пластины пластинчато-трубного теплообменника из листовых заготовок путем многопереходной штамповки рифтов, включающем на первом переходе вытяжку с формовкой растяжением в матрицу с прижимом периферийной части с получением рифта с площадью в плане, превышающей площадь в плане готового рифта на 10 - 15% причем зазор между прижимом и матрицей устанавливают равным 2,5 3 толщинам пластины, а на последнем переходе пробивку отверстий в зоне рифтов, согласно изобретению, в начальных переходах штамповки используют прижим в виде конусного складкообразователя, а формирование рифтов на каждом последующем переходе производят со смещением центра их зоны относительно центра зоны рифтов, образованных на предыдущем переходе; смещение центра зоны рифтов осуществляют в направлении участков пластины с большей площадью между соседними рифтами.

Таким образом, достигается возможность расширить ассортимент пластин с отбортовками у их отверстий, имеющих различную форму, а также возможность значительного сближения отверстий с отбортовками и увеличения высоты этих отбортовок.

На фиг. 1 3 изображен вид сверху пластины с отбортовками у их отверстий; на фиг. 4 поперечное сечение А-А пластины у ее отверстия с отбортовкой; на фиг. 5 набор оборудования для многопереходной штамповки; на фиг. 6 вид по стрелке Б на фиг. 5.

Технологический процесс изготовления пластины с отбортовками у ее отверстий заключается в штамповке рифтов, т.е. углублений, за несколько переходов, а в конце пробивку отверстий в зоне готового рифта. На первом переходе производят вытяжку, совмещенную с формовкой растяжением рифтов с использованием прижим в виде конусного складкообразователя 2 (фиг. 5). Такой складкообразователь может применяться еще на нескольких начальных переходах для упорядоченной укладки складок, образующихся в виде волны (фиг. 6). Затем на последующих переходах с помощью сменных пуансонов 1 и матриц 4 выполняют штамповку рифтов со смещением центра их зоны (см. центры в точках 0*001 - 0*007 на фиг. 1) или штамповку в сторону участка пластины 3 с большей площадью между соседними рифтами путем вытягивания формующих рифтов (см. пунктирные линии на фиг. 3). На последнем переходе осуществляется пробивка отверстий в зоне сформированных рифтов.

При формировании рифтов с помощью прижима в виде конусного складкообразователя происходит упорядоченное уложение складок, образующихся вокруг каждого рифта. Это предотвращает получение хаотичного расположения складок, которые на последующих переходах могут не выравниваться, а закусываться, в местах которых возможно появление трещин и неровностей поверхности пластины.

Необходимость получения пластин с отбортовками у их отверстий различной в плане формы, т.е. при виде сверху, пластины, приводит к появлению участков с разной площадью между соседними рифтами. Например, площадь между рифтами "а" и "б" (см. фиг. 3) меньше, чем между рифтами "а" и "г". При этом из участков с меньшей площадью происходит меньше подтягивание слоев металла к формирующему рифту, например к рифту "ж" и "з" на фиг. 3, а значит возникает ограничение в сторону увеличения высоты отбортовки в зоне рифтов.

Применение операций смещения центра (т. 0₁ 0₇) в процессе многопереходной штамповки способствует подтягиванию слоев металла из более отделенных участков пластины к формирующим рифтам, что также позволяет получать отбортовки со значительно большей их длиной и дает возможность сближать соседние зоны рифтов на более близкое расстояние между ними.

Изготовление отдельных вариантов пластины с отверстиями, по периметру которых расположены отбортовки, приведено на следующих примерах.

Пример 1. Изготовление алюминиевой пластины с тремя отверстиями эллиптической формы (см. фиг. 1).

С помощью набора оборудования, показанного на фиг. 5, и сменных штоков и матриц за 7 переходов со смещением центров зоны этих рифтов количеством 3 шт. получаются отверстия, которые пробиваются в зонах с центром 0₇. При этом самое близкое расстояние между соседними отверстиями с отбортовками равно 3 мм, а высота этих отбортовок достигает 20 мм.

Пример 2. Изготовление медной пластины с четырьмя отверстиями каплевидной формы (см. фиг. 2).

Аналогично примеру 1 за 7 переходов со смещением центра зоны рифтов количеством 4 штук друг другу в центре 0₇ пробиваются отверстия. В этом случае самое близкое расстояние между соседними отверстиями равно 4 мм, а высота их отбортовок достигает 15 мм.

Пример 3. Изготовление пластины из стали 08 КП с восьмью отверстиями круглой формы (см. фиг. 3).

За 8 переходов формируются рифты "а", "б", "в", "г", "д" и "е" путем смещения центра их зоны, как показано пунктирными линиями, а рифты "ж" и "з" путем вытягивания из эллипса в круг (см. пунктирные линии). В центрах 0₈ пробиваются отверстия, расстояние между которыми равно 4 мм, высота отбортовки из достигает 10 мм.

Таким образом, за счет использования прижима в виде конусного складкообразователя, смещения центра зоны формирующих рифтов, а также вытягивания их зоны в стороны участков пластины с большей площадью между соседними рифтами достигается возможность получения отверстий различной формы и приблизить их на значительно близкие расстояния при соблюдении максимально возможной высоты их отбортовок, в результате чего исключается появление брака в виде трещин и разрывов.

Использование: в области обработки металлов давлением при изготовлении пластин из тонколистового материала для теплообменников беструбного типа. Сущность изобретения: производят штамповку рифтов в несколько переходов, на последнем из которых осуществляют пробивку в зоне рифтов отверстий. На первом переходе штамповки производят вытяжку с формовкой растяжением в матрицу с прижимом периферийной части с получением рифта, имеющего площадь в плане, превышающую площадь в плане готового рифта на 10 - 15%. Между матрицей и прижимом устанавливают зазор, равный 2,5 - 3 толщинам листовой заготовки. На начальных переходах штамповки используют прижим в виде конусного складкообразователя. На каждом последующем переходе производят смещение центра их зоны относительно центра зоны рифтов, полученных на предыдущем переходе. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ изготовления пластины пластинчато-трубного теплообменника из листовых заготовок путем многопереходной штамповки рифтов, при котором на первом переходе производят вытяжку с формовкой растяжением в матрицу с прижимом периферийной части с получением рифта, имеющего площадь в плане, превышающую площадь в плане готового рифта на 10 15% причем между прижимом и матрицей устанавливают зазор, равный 2,5 3 толщинам листовой заготовки, а на последнем переходе осуществляют пробивку в зоне рифтов отверстий, отличающийся тем, что на начальных переходах штамповки используют прижим в виде конусного складкообразователя, а формирование рифтов на каждом последующем переходе производят со смещением центра их зоны относительно центра зоны рифтов, полученных на предыдущем переходе. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смещение центра зоны рифтов осуществляют в направлении участков пластины, имеющих большую площадь между рифтами.