鋁合金型材散熱器的擠壓模具設(shè)計知識

鋁合金型材散熱器的擠壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)分析從型材截長等因素來分析確定的，此散熱器型材的齒部懸臂較大，舌比達4.69，屬于易斷面。對于用來擠壓型材的模具，其危險斷面是型孔的齒尖處。這種大懸臂的散熱器型材模具，如果選用普通平模的設(shè)計結(jié)構(gòu)， 由于其底部壁厚與齒部 壁厚相差懸殊，而齒部又布有多個尖牙，使齒部的擠壓阻力很大，致使危險斷面的斷裂系數(shù)變大，模具的擠壓壽命大大降低。

       為了使模具在擠壓時模孔各部的流速均勻、擠壓平穩(wěn)，在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時，打破了實心 型材大都采用平模形式的常規(guī)設(shè)計理念， 將此型材模具設(shè)計成帶有流口、分流橋的分流模的 形式，與常規(guī)分流模所不同的是，在此分流模的上模分流橋上，沒有決定型材內(nèi)孔尺寸的型 芯部分，因此，稱之為假分流模。

       型材散熱器的擠壓模具假分流模的設(shè)計結(jié)構(gòu)，將型材壁厚較厚的部分設(shè)計在上分流橋的遮擋之下，使其起到阻礙金屬流動的作用，從而降低此處金屬的流速，使型材擠出時速度趨于平穩(wěn)。這種帶有 分流橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)。 可以有效地減小大懸臂型材模具危險斷面的斷裂系教，增強模具的強度。由于型材的齒上存在著許多用來增加散熱用的尖牙，極大地增加了擠壓阻力， 在設(shè)計時，將齒部盡量地暴露在分流口處，盡可能地減少牙部擠壓阻力，促進型材成形。 

       由于擠壓此型材所用的擠壓筒直徑小于型材的外接圓直徑，在設(shè)計上模時，為了使金屬 能夠充分填充到模孔的各處，將上模的分流孔設(shè)計成帶有斜度擴展形式。模設(shè)計結(jié)構(gòu)下模設(shè)計結(jié)構(gòu) 由于模具的齒頂部是較不易填充的部位，為了使此處填充充分，在下模齒頂處的焊合室，設(shè)計了可起促流作用的 30°斜面，從而更好地改善了此處的流速。另外，此分流模下模焊 合室的設(shè)計結(jié)構(gòu)，不同于常規(guī)形式的分流模結(jié)構(gòu)，與上模的分流口尺寸不是完全對應(yīng)的，在 焊合室上，下寬度的取值依據(jù)散熱器型材寬度，按平模導(dǎo)流口的設(shè)計形式取值，這樣有利于 齒頂部不易填充的部分充分填充。

        為了使型材擠出時各部分流動的速度均勻， 擠出平穩(wěn)，將被模體遮蓋住部分的齒部工作帶設(shè)計為較小，其余模孔各部的工作帶按其所處模孔的位置、 形狀壁厚等做相應(yīng)的調(diào)整和選擇，確保鋁型材散熱器的擠壓速度趨于一致。模設(shè)計結(jié)構(gòu)將大懸臂的散熱器型材模具設(shè)計成假分流模的結(jié)構(gòu)，不僅有效地減少了由于模具承受較 大的正面壓力所導(dǎo)致的模孔危險斷面的斷裂，極大地延長了模具的使用壽命，而且，這種帶 有分流橋的結(jié)構(gòu)，還有效地減小了模孔底部較大壁厚處的流速，確保了擠壓型材流速的均衡平穩(wěn)、同時，這種結(jié)構(gòu)的擠壓模具設(shè)計方案，為壁厚相差懸殊的實心型材模具的設(shè)計開辟了新的思路和途徑。

        因為鋁合金型材具有較好的導(dǎo)熱性能，各種類型的鋁合金散熱器型材被廣泛地應(yīng)用在電器、機械等行業(yè)中。各種類型的散熱器型材的結(jié)構(gòu)都是由多個齒形組成，為了提高散熱效率、增加散熱面積，在每個齒上大都有多個尖牙。這種結(jié)構(gòu)雖然有效地提高了散熱效率，改善了散熱效果，但卻 給型材擠壓帶來了很大阻力。散熱器型材的平模設(shè)計結(jié)構(gòu)中，每個齒形的懸臂較小，其舌比小于3，采 用普通平模的設(shè)計結(jié)構(gòu)，即可實現(xiàn)正常的型材擠壓。而對于帶有大懸臂的散熱器型材，由于其舌比大于3.0，采用普通的平模的設(shè)計結(jié)構(gòu)，在擠壓時極易造成模具從齒根部斷裂，致使模具報廢。因此，對于大懸臂的散熱器型材，必須改變常用的設(shè)計方案，避免 上述斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。

       散熱器型材的平模設(shè)計結(jié)構(gòu)斷面分析為某大懸臂的散熱器型材的截長設(shè)計圖。此散熱器型材及其截長外形長度為 170mm，高度為 45mm，設(shè)計有14 個35mm 高的齒，兩齒間距為10mm，在每個齒的兩 側(cè)布有高0.3mm、間距1.0mm的齒牙。從其標明的尺寸上可計算出此散熱器型材懸臂處 舌比為：(45－10)／(10－3)=4.69>3.0，各齒均存在著危險斷面。特別是該截長的底部 壁厚較大(厚達 10mm)，而齒部較薄處的壁厚僅為1.5mm，截長壁厚相差懸殊，更增加了危險斷面的斷裂系數(shù)。 另外，從技術(shù)要求中得知，擠壓此型材的擠壓筒內(nèi)徑僅為 Φ170mm，而此型材 截長的外接圓直徑卻為 Φl75.8 mm，大于擠壓筒內(nèi)徑，要實現(xiàn)型材正常擠壓的難度很大。

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