[发明专利]加工岐管管口的反向挤压方法

说明书

本发明涉及热交换器，例如用于汽车空调系统中的那类热交换器。更准确地说，本发明涉及一种用于加工热交换器岐管上的管口的改进的挤压方法，其中竖管由从该岐管的周围材料受反向挤压而成，可使随后的进一步限定和修整该管口的机械加工步骤是不必要的。

热交换器在汽车工业中可以用来作为空调系统中的冷凝器和汽化器、冷却发动机的冷却剂用的散热器以及控制内部气温用的加热芯体等。为了使在环境与流过热交换器的流体之间的有效传热表面积达到最大，通常把热交换器设计成片管式类型，其中为数众多的热管与大表面积的散热片相连接。这些散热片提高了热交换器把热量从流体传递到环境的能力，反之亦然。例如，在汽车工业中作空调器的冷凝器用的热交换器通过把热量从制冷剂传递到被迫经过该冷凝器的外表面的空气中去可用来冷凝已汽化的制冷剂。

一种用于汽车工业中的热交换器是由许多平行管连接到并且在一对岐管之间而构成的，从而产生了一个平行流动的结构。这些岐管形成许多储存器，它们通过形成在岐管上的管口与管子互相流体连通。一根或两根岐管包括一个或多个进口和出口，冷却剂可以通过这些进出口进入和离开热交换器。通常，这类热交换器通过锡焊或铜焊把管子焊接在其相应的管口上而构成，这些管口可以采用在岐管壁上形成的竖管或孔的形式。最后，散热片可以采用具有小孔的翼片形式，管子就插入在该小孔中，或者采用中心板形式，它们可以定位在相邻的管子对之间。

为了使管口精确成形，加工管口的方法通常需要许多加工步骤，以使所用的材料最少而又能获得在既定用途下的足够坚固的连接。在现有技术中一种已知管口的型式主要由岐管壁上的孔构成。虽然在加工这种孔时通常包括一道冲孔工序，但是这种孔构形的缺点是用来与装配在该管口上的管子相啮合和固定的材料量太少。当为了便于管子的装配而在该孔上加工一个倒棱时，这个缺点就非常严重。现有技术中使用的第二种管口型式通过包括竖管或凸缘而克服了上述缺点，该竖管或凸缘能够提供相当多的材料用于和管子的啮合。但是与简单的孔比较，竖管较难在岐管上加工，并且一般需要许多加工工序。因此希望能减少加工这类管口所必须的加工步骤。一种这样的方法已经在授予Clausen的美国专利4663812(已转让给本发明的受让人)中公开。Clausen告诉我们要先在岐管上形成一个轴向伸出部分，然后再进一步构形或机械加工以产生实心的竖管，随后再经过反向挤压方法形成管状竖管。尽管Clausen的教导提供了一个大大简化了的加工竖管的方法，但是人们还希望进一步简化这种方法。虽然目前已经知道的某些方法可以当将岐管放在单个模腔中时通过模锻直接从岐管的厚壁锻出竖管，但这种方法必须使用上、下模，其配对的上模和下模容易发生过度的磨损。一种这样的方法已由授予Waggoner的美国专利5337447所公开，它公开了通过在加大尺寸的岐管上闭合一对半模而在该岐管上模锻出竖管的方法。一个半模构形成冲杆，以使材料流入由第二个半模形成的模腔中，使竖管围绕定位在第二个半模的通道中的芯体同时被挤压并且成形。由于竖管完全是通过闭合半模的步骤形成的，用作冲杆的半模必须充分地伸进到由配对半模形成的模腔中去，才能保证当模子闭合时有适当的材料流动。精密地配对冲杆和模腔的需要，及当模子闭合时所产生的大载荷都将大大地加速配对模面的磨损，特别是冲杆在进入模腔和随后与岐管相啮合时其边缘的磨损。此外，由于冲杆使材料在整个模腔中朝向第二半模中的通道流动，则往往会产生芯体的侧向载荷，它将使加工出的竖管具有不均匀的壁厚。

根据以上所述，存在着对于在热交换器上的管口加工所使用的方法作出进一步改进的需要是可以理解的。特别是，最好这种改进将使为加工管口所需要的加工步骤的数量减至最少，此外还必须产生一种能提高管-管口组件的连接强度的管口。

本发明的第一个目的是提供一种用于在热交换器岐管上加工管口的方法，其中加工成品管口只需要最少数量的加工步骤。

本发明的第二个目的是这样一种方法，通过增加在管口处的可用来与管子啮合的材料的数量来提高在管口与热交换管之间的连接强度。

本发明的第三个目的是这样一种方法，使一加工工序在闭合的模腔内发生，从而使在闭合两个半模期间发生的载荷最小。

本发明的第四个目的是这样一种方法，它需要一个反向挤压工序，该工序可使局部材料在管口形成的表面处以提高管口的尺寸一致性的方式流动。

本发明的第五个目的是这样一种方法，它可以以减少模具磨损的方式进行。

根据本发明的一个最佳实施例，上述和其他目的和优点可以达到，见如下所述。