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、增大散熱面積，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。
圖1所示的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3.0，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。而對于圖2所示的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。
圖1散熱器型材的平模設(shè)計結(jié)構(gòu)
1 斷面分析
圖2為某大懸臂的散熱器型材的截面設(shè)計圖。此散熱器型材及其截面外形長度為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(biāo)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。特別是該截面的底部壁厚較大(厚達(dá)10mm)，而齒部最薄處的壁厚僅為1.5mm，截面壁厚相差懸殊，更增大了危險斷面的斷裂系數(shù)。
另外，從圖中的技術(shù)要求中得知，擠壓此型材的擠壓筒內(nèi)徑僅為Φ170mm，而此型材截面的外接圓直徑卻為Φl75.8 mm，大于擠壓筒內(nèi)徑，要實現(xiàn)型材王常擠壓的難度很大。
圖2 型材截面設(shè)計圖
2 設(shè)計分析
2.1 設(shè)計結(jié)構(gòu)分析
從型材截面的分析中可知，此散熱器型材的齒部懸臂較大，舌比達(dá)4.69，屬于危險斷面。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)增大，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，如圖3所示。
圖3 假分流模設(shè)計結(jié)構(gòu)
2.2 上模設(shè)計結(jié)構(gòu)
這種假分流模的設(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，極大地增大了擠壓阻力，在設(shè)計時，將齒部盡量地暴露在分流口處，最大限度地減少牙部擠壓阻力，促進(jìn)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?？椎母魈?，將上模的分流孔設(shè)計成帶有斜度擴(kuò)展形式，如圖4所示。
圖4 上模設(shè)計結(jié)構(gòu)
2.3 下模設(shè)計結(jié)構(gòu)
由于模具的齒頂部是最不易填充的部位，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)計為最小，其余模孔各部的工作帶按其所處?？椎奈恢?、形狀壁厚等做相應(yīng)的調(diào)整和選擇，確保其擠壓速度趨于一致。如圖5所示。
圖5下模設(shè)計結(jié)構(gòu)
3 結(jié)束語
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?？孜ｋU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。
