散热器型材挤压模设计.pdf

《……..1…….》 1 前言 由于铝合金型材，的导热性能较好，因此，在铝合金的挤压型材中，各种类型的散热器型材 巳被广泛地应用在电器、机械等行业中。 散热器型材其结构均是由多个齿形组成，为了提高散热效率，增大散热面积，在每个齿上大 都布有多个尖牙，这种结构虽然有效地提高了散热效率，改善了散热效果，增加了散热面积， 但是却给型材挤压带来了很大的阻力。 对于如图 1 所示的每个齿形的悬臂较小、其舌比小于 3 的散热器型材，采用普通平模的设 计结构即可实现正常的型材挤压。而对于如图 2 所示的带有大悬臂的散热能型材，山于其 舌比大于 3，采用普通的平模设计结构，在型材挤爪时极易造成模只从齿根部断裂，致使模 具报废。因此，对于大悬臂的散热器型材，必须改变常用的设计方案，以避免上述断裂现象 的发生。 2 截面分析 图 2 为某带有大悬臂的散热器型材的截面设计图。从图中可知，此散热器型材其截面外形 长度为 170mm，高度为 45mm，设计有 14 个 35mm 高的齿形，两齿间距为 1Omm,， 在每个齿形的两侧布有 0.5mm 高，1mm 间距的尖牙。从其标注的尺寸上可计算出此散热 器型材悬臂处舌比为：(45-10)/(10-3):4.69＞3，在各齿间存在着危险断面。特别是该截 面的底部壁厚较厚(达 1Omm)，而齿部最薄处的壁厚仅有 1.5mm，截面壁厚相差悬殊， 更增大了危险断面的断裂系数。 另外，从图中的技术要求巾得知，挤压此型材的挤压筒内径仅为∮170mm，而此型材截面 的外接圆直径却达∮175.8mm，大于挤压筒内径尺寸，要实现此型材的正常挤压难度极大。 3 模具设计 3.1 结构分析 这种大悬臂的散热器型材模具，如果选用普通平模的设计结构，由于其底部壁厚与齿部壁厚 相差悬殊，而齿部又布有多个尖牙，使齿部的挤压阻力极大，致使危险断面的断裂系数增大， 使模具的挤压寿命极大地降低。 为了使模具在挤压时模孔各部的流速均匀，挤压平稳，在设计其模具结构时，打破了实心型 材大都采用平模形式的常规设计理念，将此型材模具设引成带有流口、分流桥的分流模的形 式，与常规分流模不同的是：在此分流模的上模分流桥上，没有决定型材内孔尺寸的型芯部 分，因此，称之为假分流模，如图 3 所示。 3.2 上模设计结构 这种假分流模的设计结构，将型孔壁厚较厚的部分设计在上模分流桥的遮挡之下，使其起到 阻碍金属流动的作用，从而降低此处金属的流速，使型材挤出时趋于平稳。这种带有分流桥 的设计结构，可以有效地减小大悬臂型材模具危险断面的断裂系数，增强模具的强度。 由于型材的齿形上存在着许多用米增加散热面积用的尖牙，极大地增大了挤压阻力。在设计 时，将齿部尽量地暴露在分流口处，最大限度地减小挤压阻力，促进型材成形。由于挤压此 型材所用的挤压筒直径小于型材的外接圃直径，在设计上模时，为了使金属能够充分填充到 模孔的各处，将上模的分流口设计成带有斜度的扩展形式．如图 4 所示。 3.3 下模设计结构 由于模具的齿顶部是最不易填充的部位，为了使此处填充充分，在下模齿顶处的焊合室上， 设计了可起促流作用的 30°斜面，从而更好地改善了此处的流速。另外．假分流模下模焊 合室的设计结构不同于常规形式的分流模结构，与上模的分流口尺寸不是完成对应的，在焊 合室上、下宽度的取值上，依据散热器型材宽度，按平模导流口的设计形式取值，这样有利 于齿顶部不易填充部分的充分填充。 在下模工作带高度的选取上，为了使刑材挤出时各部流动的速度均匀、挤出乎稳，将被模体 遮盖住部分原齿部工作带没汁为最小，其余模孔各部的工作带，按其所处模孔的位置、形状、 壁厚等做相应的调整和选择，确保其挤