专利名称：铝挤型模具的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种铝挤型模具的加工方法，尤其是一种用以挤制高密度、高倍数铝质散热器用的铝挤型模具的加工方法，属于模具制作技术领域。
背景技术：
铝挤型模具，不仅可以用以挤制常见的铝管材、铝门窗等日常用品，还可用以挤制技术含量较高的电脑散热器及光学测量本体等。对于加工用以挤制铝管材、铝门窗材等日常生活用的铝挤型模具几乎不会存在任何技术障碍，甚至对于用以加工早期的铝质电脑散热器用的模具，由于早期的电脑散热器的散热效率要求并不高，散热鳍片之间的间距大，倍数(倍数之计算公式为散热鳍片高度/受力支撑部的宽度＝倍数)亦小，模具的受力状况良好，可支撑挤压时的压力达120kg/cm2照样不会致模具出现倒模，因此，制作这样的模具仍然不会存在技术难度。
随着CPU浮点运算速度的提高且精致化，在尽可能地少占空间且提高散热效率的要求下，在无法加大散热器的整体体积和空间的情形下，只能向缩小散热鳍片之间的间距考虑，以便通过增加散热鳍片数量即增加密度来增加散热面积，使之提高散热效率。并且，对于散热要求严苛的散热鳍片，除了缩小鳍片之间的间距外，往往还伴随有高倍数要求，因此，只有密而细长的鳍片即高密度高倍数鳍片才能满足占有空间小、散热效率高的使用要求，但是，愈细长的鳍片在挤制时因根部结构支撑力欠缺而愈易塌陷，出现横向推力而造成支撑部断裂进而使模具报废，从而对此类模具的加工提出了挑战。
高档电脑散热器与低档电脑散热器之间的区分通常是以散热器的鳍片的倍数来衡量的，其模具的加工难易程度也是以该倍数来作为判断基准的。一般业界在倍数12以内的制模能力皆可，但面对12倍以上之电脑散热器的模具，如要想达到使模具得以保障顺利量产要求则无论是加工成本、加工难度、加工时间都是十分令人头痛的。
业界皆知，加工铝挤材用的铝挤模，都需要在模具上体现成形孔和逃孔，铝挤型的电脑散热器亦然。铝流的特性为加热到450～550℃即软化为一种可塑性的材质，再透过成形孔挤出成形，而逃孔的形状面积必须大于成形孔，以确保挤制时的顺利挤出，故在逃孔与成形孔之间必然存在一个过渡区，该过渡区即是所谓的工作带，通过下面的说明可对工作带有一个更充分的了解。成形孔是保障铝流成形，而逃孔是保证成形后的铝料顺畅挤出。如果只有成形孔而无逃孔，即把逃孔也变为成形孔，那么铝流经过的通道所受的摩擦阻力会增大，无法将铝料挤出，甚至会出现倒模。正是据于这样的共知、共识，往往需要在模具上设计出具有塑形功能的习惯被称之为工作带的培林面。图1给出的是已有技术中的用于挤制电脑散热器的成型模的正面状况，图2是图1的局部结构图，在基座7上显见有第四工作带8，图3为图1的局部放大图。由来自于对图3的剖视所得到的图4所示，在各散热鳍片9的中部也即各散热鳍片9的两侧存在有第二工作带4；进而由图5所示，在各散热鳍片9的端点也存在有第三工作带5；更而地由图6所示，在各散热鳍片9的基部同样存在有第一工作带6，这就是目前的加工方法所反映出的用以挤制电脑散热器的铝挤型模的结构状况。具体制作步骤是先根据用户所提供的挤型图纸判定铝流流量分布区域并确定开模型式，再用线切割加工，最后经电火花粗、细放电加工而得到。从图4至图6可知，铝流1从成形孔2成形，再从作为出料孔的逃孔3中挤出。第一、第二、第三、第四工作带6、4、5、8的作用是用以控制铝流1的出料速度，如果要使铝流1的速度快，那么将第一、第二、第三、第四工作带6、4、5、8的长度设计得短，反之亦然。
然而，由于上述铝挤型模具的成型模的成形孔2与逃孔3之间所构成的是阶梯形，故仅能适用于挤制散热鳍片9为低密度的电脑散热器，而对于用来挤制高密度的散热鳍片9便显得无能为力。因为业界所认同的用以挤制高密度的电脑散热器的成型模的基座7的高度以及散热鳍片9的宽度一般分别为3-12mm和1.5-4mm，又因为，由于必须在散热鳍片9的基部、两侧、端部分别制作出作为前述的过渡区的第一、第二、第三工作带6、4、5，从而使本来较薄(1.5-4.0mm)的散热鳍片9的厚度越发变薄，导致强度无法保障，使用中频频出现倒模，而且倍数愈高，倒模现象愈发严重。此外，电火花粗、细放电加工上述成形模的放电时间较长(需要24-36h左右)，不仅加工模具的时间冗长，而且还带来对导电电极的成本增加。
发明内容
本发明的任务在于提供一种能满足到得以量产地挤制出高密度、高倍数电脑散热器要求的且不会因出现倒模而致模具报废的、模具加工成本低、加工时间短的铝挤型模具的加工方法。
本发明的任务是这样来完成的，一种铝挤型模具的加工方法，它包括以下步骤先根据图纸所示的电脑散热器产品形状，判定铝流分布区域并确定开模型式，再通过线切割加工而在散热鳍片9之间形成成形孔2和逃孔3，所述的线切割是将散热鳍片9之间的成形孔2和逃孔3的孔壁直接线切割成倾斜的倾斜面，并且对散热鳍片9的端部和散热鳍片9的两侧以及散热鳍片9的基部还有成型模的基座7所朝向散热鳍片9的一面分别线切割成具有第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的倾斜面，第一、第二、第三斜率K1、K2、K3是彼此不相同的，而第四斜率K4是与第三斜率K3相同的。
本发明所述的散热鳍片9的端部的第一斜率K1的大小与成型模的基座7的高度成正比。
本发明所述的散热鳍片9的两侧的第二斜率K2的大小与散热鳍片9的宽度成反比。
本发明所述的散热鳍片9的基部的第三斜率K3和第四斜率K4的大小均与成型模的基座7的高度成反比。
本发明所述的第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的大小与铝流出口宽窄成反比。
本发明方法由于将已有技术中的成形孔2、逃孔3彼此构成为阶梯状的孔形变为喇叭状的孔形，从而可以省去在散热鳍片9的端部的第三工作带5和两侧的第二工作带4以及省去基部的第一工作带6还有基座7部位的第四工作带8；变已有技术中以工作带的长短来控制铝流1挤出之快慢为以倾斜面的斜率变化来控制铝流1挤出之快慢，从而可有效地增强散热鳍片9的强度，使成型模能适应量产地挤制高密度、高倍数电脑散热器并且不会出现倒模，延长了模具的使用寿命；直接由线切割加工成型而无须再象已有技术那样需辅以电火花粗、细放电加工，因而可有效地缩短模具的加工时间、节省加工成本。
图1为已有技术中的用于挤制电脑散热器的成型模的正视图。
图2为图1的局部结构图。
图3为图1的局部放大图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为图3的B-B剖视图。
图6为图3的C-C剖视图。
图7为本发明的用于挤制电脑散热器的成型模的正视图。
图8为图7的局部结构图。
图9为图7的局部放大图。
图10为图9的A-A剖视图。
图11为图9的B-B剖视图。
图12为图9的C-C剖视图。
图13为图9的D-D剖视图。
图14为本发明所给出的在成型模的基座7上保留有第四工作带8的结构图。
图15为本发明的实施例的示意图。
图16是用来与本发明相对比的表现为已有技术中的加工方法所得到的成型模的局部示意图。
图17为用来与图16相对比的由本发明的加工方法所得到成型模的局部示意图。
具体实施例方式
在图7中，由于该图是从成型模的正面所看到的状态，因此在正面与图1并不存在有差异。
在图8中，它反映出了图7的结构，可以看到散热鳍片9之间的成形孔2和逃孔3的孔壁被加工成了倾斜的斜面，自成形孔2的孔口即以该图位置的左侧的孔口直至延伸到逃孔3的孔尾即以该图位置右侧的孔尾整体上形成为喇叭状，即自成形孔2的孔口直至到达逃孔3的孔尾渐渐扩展成喇叭状或称八字形。
在图9、图10、图11、图12中，反映出了散热鳍片9的端部的第一斜率K1和散热鳍片9的两侧的第二斜率K2以及散热鳍片9的基部的第三斜率K3的大小各不相同的状况。具体是在图10中示出了表现于散热鳍片9的两侧的第二斜率K2；在图11中示出了表现于散热鳍片9的端部的第一斜率K1；在图12中示出了表现于散热鳍片9的基部的第三斜率K3。对于散热鳍片9的端部的第一斜率K1的大小取值程度是根据成型模的基座7的高度所确定的，如果基座7高度大，那么，端部的第一斜率K1亦大，反之亦然。申请人在已有技术中已提及，目前业界所认同的作为用以挤制高密度的电脑散热器的成型模的基座7的高度为3-12mm，为了得到端部的第一斜率K1的大小，经申请人探索并表明，当基座7的厚度为3-12mm时，取散热鳍片9顶部的正面与背面之间的第一落差L1(见图15)为0.6-1.2mm是较为合适的，这样当成型模的厚度T(见图8、图14)确定后(一般用于挤制高密度电脑散热器的成型模的厚度T为30-50mm)，那么只要用第一落差L1除以厚度T便得到端部的第一斜率K1。经申请人进一步试验并验证表明，当基座7的高度为3-5mm时，取第一落差L1为0.6-0.8mm，则得到相应的端部的第一斜率K1；当基座7的高度为5-8mm时，取第一落差L1为0.8-1.0mm，则得到相应的端部的第一斜率K1；当基座7的高度为8-12mm时，则取第一落差L1为1.0-1.2mm，从而得到相应的端部的第一斜率K1。由此可知，当基座7的高度越大时，所得到的第一落差L1的数值亦越大，相对应的端部的第一斜率K1就越大。所以，端部的第一斜率K1是与基座7的高度成正比的，否则会影响散热鳍片9顶部的强度。
对于散热鳍片9的两侧的第二斜率K2的大小是根据散热鳍片9的宽度大小而定的，宽度越大，第二斜率K2越小，反之亦然。申请人在已有技术中已提及，目前业界所制作的散热鳍片9的宽度一般约为1.5-4mm的范围。为了得到两侧的合理的第二斜率K2，经申请人探索并证实，当散热鳍片9的宽度为1.5-4mm时，取散热鳍片9的正面与背面的侧部之间的第二落差L2(见图15)为0.25-0.65mm是较为合适的，这样，当第二落差L2被确定后，那么只要用第二落差L2除以散热鳍片9的宽度便得到两侧的第二斜率K2。经申请人进一步试验表明，当散热鳍片9的厚度为1.5-2.0mm时，取第二落差L2为0.25-0.4mm，则得到相应的两侧的第二斜率K2；当散热鳍片9的厚度为2.0-3.0mm时，则取第二落差L2为0.4-0.5mm，从而得到相应的两侧的第二斜率K2；当散热鳍片9的厚度为3.0-4.0mm时，则取第二落差L2为0.5-0.65mm，从而得到相应的两侧的第二斜率K2。
对于散热鳍片9的基部的第三斜率K3的大小取值程度是根据成型模的基座7的高度所确定的，基座7的高度越大，那么基部的第三斜率K3越小，反之也然。为了得到散热鳍片9的基部的第三斜率K3，经申请人探索并得出，当基座7的高度为3-12mm时，取散热鳍片9的底部的正面与背面之间的第三落差L3(见图15)为0.6-1.5mm是较为适宜的，这样当成型模的厚度T(见图8、图14)确定后，那么只要用第三落差L3除以厚度T便得到基部的第三斜率K3。经申请人进一步探索并且试验，结果表明，当基座7的高度为3-5mm时，取第三落差L3为1.2mm-1.5mm，从而得到相应的基部的第三斜率K3；当基座7的高度为5-8mm时，取第三落差L3为0.9mm-1.2mm；当基座7的高度为8-12mm时，取第三落差L3为0.6mm-0.9mm，从而得到相应的基部的第三斜率K3。可见，上述所得到的基部的第三斜率K3的大小是与基座7的高度成反比的。
在图13中，反映出了基座7所朝向散热鳍片9的那个面上的第四斜率K4，由于第四斜率K4是与前述的基部的第三斜率K3相同的，所以，只要待散热鳍片9基部的第三斜率K3确定，那么有着与第三斜率K3亦步亦趋关系的第四斜率K4便确定。
在图14中，示意了基座7具有较大的高度，在这种情况下，便可在基座7所朝向散热鳍片9的基部保留有第四工作带8，基座7越厚，第四工作带8便愈长，以增加摩擦阻力，藉以等待上端的料一起挤出。虽然该种情形似乎有所游离于本发明方法所限定的技术方案范围，即在散热鳍片9上并无第一、第二、第三工作带6、4、5，而基座7上保留有第四工作带8，属于本发明方法与已有技术相结合的混合形式，但是它十分明显地借鉴了本发明的方法。并且对于该图所示的结构，在加工模具时虽然仍需要在线切割后再辅以电火花粗、细放电加工，但加工时间可以较已有技术短将近一倍。因为在散热鳍片9上无第一、第二、第三工作带6、4、5，不需要电火花加工。总之，图14是一种特例，只有在基座7有较高的高度时才择用混合式。
实施例首先按常规的做法根据用户所提供的电脑散热器产品图纸所示形状并结合图纸上所标注的有关尺寸，这些尺寸主要包括散热器鳍片的高度和散热器鳍片的上部、中部以及下部的不同的厚度以及单位面积内的散热器鳍片的数量即密度还有相关的技术要求等，据此而判定铝流2的分布区域并确定开模型式。例如按图15所示，依据散热器鳍片的上、中、下部的不同的铝流流量，分别计算出用以反映到成型模上去的散热鳍片9的端部的第一斜率K1和两侧的第二斜率K2以及基部的第三斜率K3，还有与第三斜率K3相同的基座7上的第四斜率K4。根据斜率的大小与铝流2出口宽窄成反比的原则，也即根据第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的大小与铝流2出口宽窄成反比的原则，一旦基座7的高度和成型模的厚度T被确定(通常对基座7的高度取3-12mm，对厚度T取30-50mm)，那么只要依据前面所提及的基座7的高度与所述第一、第三落差L1、L3之间的取值关系以及散热鳍片9宽度(由用户给出)与第二落差L2之间的取值关系，便可得到具体地反映到成型模上的散热鳍片9的端部、两侧、基部的第一、第二、第三斜率K1、K2、K3，还有与第三斜率K3相同的基座7上的第四斜率K4。一俟开模的型式确定，便由线切割直接将散热鳍片9之间的成形孔2和逃孔3的孔壁加工成倾斜的斜面，使成形孔2和逃孔3构成为喇叭状；同时，在散热鳍片9的端部、两侧、基部加工出各具不同的第一、第二、第三斜率K1、K2、K3以及在基座7上加工出与散热鳍片9的基部的第三斜率K3相同的第四斜率K4的相应的倾斜面。对于由本实施例得到的用以挤制高密度、高倍数电脑散热器的铝挤型模具的优点可以通过图16与图17的对比变得更加清晰。
图16是已有技术中的加工方法所得到的散热鳍片9，显见有用以控制铝流1出料快慢的工作带，也就是说它是通过工作带来平衡铝流1的出料速度，成形孔2和逃孔3之间彼此形成为阶梯状的孔形，这样不仅会使散热鳍片9的强度表现为脆弱，而且电火花粗、细放电时间也必然延长。图17是由本发明加工方法所得到的散热鳍片9，显见其不再存在有工作带，也就是说它是通过第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的变化来平衡铝流1的出料快慢，成形孔2和逃孔3整体上表现为喇叭形，这样不仅能使散热鳍片9的强度得到保障，而且直接由线切割加工，不需用及电火花粗、细放电加工时间可缩短、加工成本可节约。
权利要求
1.一种铝挤型模具的加工方法，它包括以下步骤先根据图纸所示的电脑散热器产品形状，判定铝流分布区域并确定开模型式，再通过线切割加工而在散热鳍片(9)之间形成成形孔(2)和逃孔(3)，其特征在于所述的线切割是将散热鳍片(9)之间的成形孔(2)和逃孔(3)的孔壁直接线切割成倾斜的倾斜面，并且对散热鳍片(9)的端部和散热鳍片(9)的两侧以及散热鳍片(9)的基部还有成型模的基座(7)所朝向散热鳍片(9)的一面分别线切割成具有第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的倾斜面，第一、第二、第三斜率K1、K2、K3是彼此不相同的，而第四斜率K4是与第三斜率K3相同的。
2.根据权利要求1所述的铝挤型模具的加工方法，其特征在于所述的散热鳍片(9)的端部的第一斜率K1的大小与成型模的基座(7)的高度成正比。
3.根据权利要求1所述的铝挤型模具的加工方法，其特征在于所述的散热鳍片(9)的两侧的第二斜率K2的大小与散热鳍片(9)的宽度成反比。
4.根据权利要求1所述的铝挤型模具的加工方法，其特征在于所述的散热鳍片(9)的基部的第三斜率K3和第四斜率K4的大小均与成型模的基座(7)的高度成反比。
5.根据权利要求1的铝挤型模具的加工方法，其特征在于所述的第一、第二、第三、第四斜率K1、K2、K3、K4的大小与铝流出口宽窄成反比。
全文摘要
一种铝挤型模具的加工方法，属于模具制作技术领域。包括以下步骤先根据图纸所示的电脑散热器产品形状，判定铝流分布区域并确定开模型式，再通过线切割加工而在散热鳍片之间形成成形孔和逃孔，所述的线切割是将散热鳍片之间的成形孔和逃孔的孔壁线切割成倾斜的倾斜面，并且对散热鳍片的端部和两侧以及基部还有成型模的基座线切割成具有第一、第二、第三、第四斜率的倾斜面，第一、第二、第三斜率是彼此不相同的，而第四斜率是与第三斜率相同的。可以省去散热鳍片的端部和两侧及基部还有基座部位的工作带；可增强散热鳍片的强度，不会出现倒模，延长模具的使用寿命；可缩短模具加工时间、节省加工成本。
文档编号B21C25/00GK1745950SQ200510094408
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月13日 优先权日2005年9月13日
发明者邱柏东 申请人:隆都铝业科技(常熟)有限公司