LED散熱器鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

鋁是LED 燈具建造 中公認(rèn)的優(yōu)秀散熱材料。一方面是其優(yōu)秀的散熱系數(shù)，另外一 方面是其價(jià)錢 。鋁合金型材具有重量輕、美不雅 耐用、散熱率高、塑形性好等長(zhǎng)處 ，在空調(diào)、冷卻器和散熱器等方面取得 了普遍 的利用。在我國(guó)，散熱器也愈來(lái)愈 風(fēng)行 采取 鋁型材，并且 主要以鋁擠壓成形為主，這是由于 擠壓成形的毛坯尺寸一致性好，出產(chǎn)周期短，本錢 也比力低。在鋁合金型材擠壓出產(chǎn)進(jìn)程 中，擠壓模具對(duì)實(shí)現(xiàn)全部 擠壓進(jìn)程 有著十分主要 的意義。擠壓模具是包管 產(chǎn)物 成形，具有準(zhǔn)確 外形 、尺寸和精度的根基 對(duì)象 。公道 的擠壓工模具布局、外形 和尺寸，在必然 水平 上可節(jié)制 產(chǎn)物 的內(nèi)部組織和力學(xué)機(jī)能 ，迥殊是在節(jié)制 鋁型材空心成品 的焊縫組織和力學(xué)機(jī)能 方面，分流孔的年夜 小和外形 和 其散布 位置，焊合腔的外形 和尺寸，模芯的布局等起著決議性感化 。

2 鋁型材外形布局闡明

圖1是一款 LED燈具散熱器鋁合金型材截面圖，從圖中可知，該LED燈具散熱器用鋁合金擠壓空心型材，其特點(diǎn)是外接圓尺寸年夜 ，斷面外形 復(fù)雜，截面年夜 ，其外形長(zhǎng)度為340mm,高度為100mm；散熱片齒薄，懸臂長(zhǎng)，懸臂處舌比年夜 ，舌比最年夜 可達(dá)8，而散熱片齒間間距小，在各齒間存在著危險(xiǎn)斷面，擠壓時(shí)齒部受力后極易發(fā)生偏齒和斷齒致使 模具報(bào)廢；其次是型材截面壁厚相差差異 ，迥殊是該截面根部的底板厚度較厚（最厚達(dá)28mm）,而散熱片齒部最薄處厚度唯一 2mm,壁厚比達(dá)14，造成鋁型和擠壓流速的極不平均 ，更增年夜 了危險(xiǎn)斷面的斷裂系數(shù)。是以 給散熱器型材的模具設(shè)計(jì)、制造和出產(chǎn)帶來(lái)很年夜 的難度。若是擠壓模具設(shè)計(jì)不公道 ，擠壓時(shí)易造成模具的偏齒、斷齒和 型材的扭擰、海浪 、曲折 和 裂紋等缺點(diǎn) 而報(bào)廢，是以 擠壓模具的公道 設(shè)計(jì)是該LED燈具散熱器型材實(shí)現(xiàn)正常擠壓的決議身分 。

3 擠壓模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鑒于鋁型材產(chǎn)物 的難點(diǎn)闡明，我們采取 寬展擠壓方式 出產(chǎn)。經(jīng)由 充裕 研究，對(duì)兩頭 部區(qū)域采取 30°年夜 寬展角，有益 于金屬天然 活動(dòng) ，在兩頭 構(gòu)成 足夠的壓容室。為了包管 產(chǎn)物 擠壓出后的截面平直度，需對(duì)中間 部位與邊部的金屬流速進(jìn)行平衡，在模具布局設(shè)計(jì)方面，重點(diǎn)斟酌 分流孔、工作帶、空刀、焊合室、分流橋等5個(gè)方面的設(shè)計(jì)，LED燈具散熱器鋁合金型材模具布局如圖2所示。

3.1 分流孔

分流孔是金屬通往型孔的通道。一般來(lái)講 ，分流孔的數(shù)目 越多，金屬的流速越平均 ，分流孔體歷年 夜 的，流速相對(duì)快。是以 設(shè)計(jì)時(shí)利用 六個(gè)分流孔的布局并使分流橋遮擋壁厚年夜 的部份 ，使其起到阻礙金屬活動(dòng) 的感化 ，從而下降 此處金屬的流速，使型材擠出時(shí)速度趨于安穩(wěn) ；分流孔直供齒部壁厚小的部份 ，使金屬流速加速 ，終究 使厚薄處流速相對(duì)一致，使得金屬的流速趨于平均 ，可以有用 減小危險(xiǎn)斷面的斷裂系數(shù)。

圖2 LED燈具散熱器鋁合金型材模具布局圖

3.2 工作帶

工作帶是模型 中垂直模型 工作端面并用以包管 擠壓抑 品的外形 、尺寸和概況質(zhì)量和 調(diào)理 金屬的活動(dòng) 的區(qū)段，對(duì)換 節(jié)金屬流速起側(cè)重 要感化 。為了使型材擠出時(shí)各部份 活動(dòng) 的速度平均 、擠出安穩(wěn) ，將壁厚薄、懸臂年夜 、被模體粉飾住部份 的齒部工作帶設(shè)計(jì)為最低，如許 有益 于削減 金屬的磨擦 力，下降 金屬的活動(dòng) 阻力。

3.3 空刀

空刀部份 是為了削減 磨擦 ，使成品 能順?biāo)?經(jīng)由過(guò)程 ，免遭劃傷，以包管 產(chǎn)物 概況品質(zhì)。為了不 懸臂折斷或偏擺，齒間的空刀設(shè)計(jì)盡可能 ??；為了不 塞模，齒端部位空刀設(shè)計(jì)盡可能 年夜 。

3.4 焊合室

焊合室是把分流孔流出來(lái)的金屬不竭群集 ，靜壓力不竭增年夜 ，使分流孔之間的金屬焊合以后 擠出?？?。為了使上下焊應(yīng)時(shí) 齒部速度快些，壁厚厚的部位流速慢些，焊合室高度取45mm,周邊用R5油滑 過(guò)渡，削減 死區(qū)發(fā)生 ，有益 于金屬活動(dòng) ，并下降 了擠壓變形抗力。

3.5 分流橋

為了下降 焊合條紋泛起 的機(jī)遇 或減輕焊合條紋的水平 ，把分流橋的倒角設(shè)計(jì)成水滴形，并把分流橋橋尖設(shè)計(jì)成20°錐形，分流橋橋尖角度越小，分流橋后鋁合金流的焊合壓力越年夜 ，如許 有益 于金屬活動(dòng) 焊合，如圖3所示。

圖3 分流橋截面外形 示意圖

4 竣事 語(yǔ)

寬展模除 起寬展感化 外，還起著預(yù)分派 金屬和調(diào)劑 出口型材流速的感化 。實(shí)踐證實(shí) ，把LED燈具散熱器鋁合金型材用寬展模設(shè)計(jì)，可以經(jīng)由過(guò)程 加年夜 寬展模兩側(cè)端部圓角半徑并對(duì)模具分流孔、工作帶、空刀、焊合室、分流橋等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但 有用 地調(diào)理 了金屬在擠壓時(shí)的流速，改良 了擠出鋁型材的平均 性，并且 削減 了由于擠壓模具承受較年夜 的正面壓力而至 使 的?？孜ｋU(xiǎn)斷面的斷裂，實(shí)現(xiàn)了正常擠壓，極年夜 地耽誤 了擠壓模具的利用 壽命，提高了出產(chǎn)效力 。

將年夜 懸臂的散熱器型材模具設(shè)計(jì)成假分流模的布局，不但 有用 地削減 了由于模具承受較年夜 的正面壓力而至 使 的?？孜ｋU(xiǎn)斷面的斷裂，極年夜 地耽誤 了模具的利用 壽命，并且 ，這類 帶有分流橋的布局，還有用 地減小了?？椎撞枯^年夜 壁厚處的流速，確保了擠壓型材流速的平衡 安穩(wěn) 、同時(shí)，這類 布局的擠壓模具設(shè)計(jì)方案，為壁厚相差差異 的實(shí)心型材模具的設(shè)計(jì)拓荒 了新的思緒 和路子 。