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散热器铝型材导流式模具结构设计


发布者:龙8平台网址金属   发布时间:2021-4-25 9:58:31

一、铝挤压散热器铝棒材质

从熔炉出来的铝棒切断后,进行抽样检查,挤出成形。铝在660备用的高温下熔化,根据需要添加其他要素,具有必要的性质。铝材含有AL98%,含有Fe、Mg、Cu、Si、S、P等要素。AL6063Cu含量高,传导性高。铜含量的大小直接影响导电率的好坏和散热片的散热效果。

二、铝挤压散热器设计计算

首先,在设计之前,我们必须考虑散热器的厚度。一般来说,当散热器的厚度小于0.5毫米时,模具很难制造。目前,模具制造业中最薄的模具可以达到0.4毫米,因为模具在挤压前必须经过抛光处理,以平整模具表面。太薄的Fin使模具间隙很小,无法抛光模具。
其次,在挤压模具的设计中,应注意的设计参数是倍数。
1:倍数定义:
模具按倍数可分为三类:普通倍数(12-17倍)、中倍(17-19倍)、高倍(19倍以上)。
2:倍数的计算方法:
a为齿尖间隙,b为齿根间隙,h为齿高。

第三,制约模具向更高倍数发展的主要因素是模板的强度。从上面的公式可以看出,倍数与齿的高度成正比,与齿的间隙成反比。当倍数超过25倍时,开模的成功率非常低。这是因为当齿的高度较大时,模具的根部会承受更大的压力,很容易断根,这就是我们所说的模具爆炸。然而,当齿的间隙较小时,模具承受的压力面积较小,也会出现短裂纹。


                                                     散热器

三、散热器影响尺寸精度的因素

1.在铝挤压成型过程中,需要冷却和拉伸两个步骤。在冷却过程中,尤其是体积较大的散热器,热膨胀和冷收缩会更加明显。由于形状、材料或冷却条件的不同会影响最终尺寸,因此尺寸很难非常准确。许多模具设计师依靠多年的经验来控制缩小偏差。
2.由于铝在挤压过程中温度较高,硬度较小,搬运过程中易发生弯曲变形,因此应对其进行拉直,在拉直过程中,铝的内晶结合方式会发生变化,使铝的强度得到提高.拉直前后,铝的外形尺寸会缩小3-4个,因此在一定程度上,拉直也会影响最终散热器成品的尺寸精度。
3.在挤压过程中,模具的加工工艺水平,如平整度、模具毛刺或导流板设计缺陷都会影响尺寸精度。

四、散热器模具设计考虑因素

1:由于模具截面的大小不同,铝材通过模具各处的截面的流量和流速也不同。铝材受到相同的压力时,铝材大部分流向面积大,但截面积小的散热器部通过的铝材少,容易发生材料不足。而且,截面积大的部分,流速也比截面积小的截面积小的地方快。同时供给,但不能同时供给。因此,在设计时,必须考虑如何解决流量和流速不同的问题。
2.挤压模具时,根据摩擦力的动平衡原理,达到控制铝流速的目的。铝在挤压过程中会与模具内表面产生摩擦力。模具在电火花加工时,会在模具中加工一个台阶,不同部分的台阶深度不同。在间隙较小的最后底部,深度会较浅。在下沉的底部,台阶深度会更深。台阶的作用是控制铝挤压时的总摩擦力,通过摩擦力控制出料速度。这种设计也可以起到避空的作用,使出料时不会挂伤。
3.模拟示意图。
4:摩擦力
当铝受到压力时,压力会传递给模具。铝通过模具时,会对模具周围的墙壁施加压力,压力会产生摩擦力。因此,在积压过程中会伴随摩擦力。
5:摩擦力与动平衡
铝挤出加工是通过控制摩擦力工作的有效距离来控制总摩擦力的大小。由于面积大的地方挤出速度快,因此该部分受到摩擦力的距离大,该部分受到的总压力大,摩擦产生的阻力使铝材通过的速度慢。相反,在面积小的地方,由于间隙小,摩擦力工作的距离减小,相对面积大的地方受到的摩擦力变小,挤出材料受到的阻力变小,排出速度变大。
采用了控制摩擦力大小的方法来平衡出料速度。

五、铝挤压散热器模具结构

根据其结构,模具可分为前模、中模(成型部分)和后模。
1:导流板
前模也叫导流板,主要起导流作用。导流板首先缓解铝的挤压力,使铝通过导流孔在后腔重新聚合。聚合后的压力将同时均匀地作用于模具。
2:成型部分
中模具主要起成型作用.将前模具导流后的铝材精细排出,由于中模具的加工精度高,因此这是保证挤出尺寸精度的重要环节.因此,中模具的加工精度直接关系到产品的质量。
3:模具总体结构
挤出的铝材在后模具中主要冷却并加强硬度。铝材刚挤出时硬度较小,冷却后硬度会增强,然后用拉伸机拉伸固定铝材,使其内部金属颗粒重新结晶。最后,放入时效炉加热,进一步提高铝材的强度。
六、铝挤压散热器模具设计
1:导流设计参数

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