CN100425110C - 刨削式鳍片散热器的加工方法及其刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种刨削式鳍片散热器的加工方法及其刀具，主要利用三轴式刨床加工，通过控制刀具在三维方向的进给与退刀，而可在胚料上精确刨削出间距较小的鳍片状散热器，同时通过独特的刀具设计，使散热器每一鳍片均可形成具有较佳散热效果的直立式鳍片，从而改善习知以模具挤制成型的铝制散热器散热面积不足及散热效率不佳的缺点。

Description

刨削式鳍片散热器的加工方法及其刀具

技术领域

本发明涉及一种刨削式鳍片散热器的加工方法及其刀具，其关于一种利用刨削加工方式而制成的间隙小、散热面积大的鳍片式散热器，此技术可广泛应用于空调、汽车、电子产业等各种散热用途，从而可提高其散热效能。

背景技术

习知散热器的制造方法主要以模具挤制成型方式而制成如图1所示的散热器鳍片。或者，也有利用嵌合、焊接等加工技术，将鳍片粘接于基板上，以制成类似图1所示的散热器。

如图1所示由铝料挤制成型的散热器，由于制作过程将铝料在高温呈溶融状态下再经挤压出模具成型，如鳍片的高度(H)与厚度(t)比值过大时，则鳍片易产生变形，同时，如其比值过高且以直接挤制成型方式制作，则容易因挤压材料的压力过大，而使模具的耐久性变差。因此，以习知挤制成型技术所制成的散热器鳍片高度(H)与厚度(t)比值其上限约为20，同时，因高度(H)与厚度(t)的比值限制，间接也使鳍片的间距值(s)与高度值受到限制，因此在有限尺寸散热器大小下所能制作出的鳍片数受到限制，同时也限制了产品的散热能力。然而，虽然运用嵌合或焊接技术解决此一问题，但其制程复杂且造价昂贵，并不被市场大量采用，然且，以焊接或嵌合方式制成的鳍片，其中鳍片与基材间会有应力、接触阻抗的问题，因此也相对降低了散热器的散热能力。

由于以上习知技术既存的缺点，申请人思加改良，提出中国申请第ZL01231987.2号“刀削式鳍片散热器”及台湾申请第90117723号“刀削式鳍片散热器、刀具及其加工方法”的专利申请，通过三轴式刨床加工，控制胚料夹持的角度以及刀具在三维方向的进给与退刀，而刨削出较薄、较高，且间距可控制缩减，提高单位鳍片数量的弯弧形鳍片散热器；事实证明，该通过刨削方式制成的散热器，确能较习知挤制成型的散热器具有更高的散热效能。然而，在申请人提出专利申请并在批量生产后发现，原设计呈弯弧形的散热器鳍片，其在配合风扇散热时，由于其呈弯曲的外弧面受风扇气流吹拂而具有散热的效果，然弯曲的内弧面则因缺乏风扇的直接吹拂而使散热效果降低，因此，仍以直立式的散热器鳍片设计，其受风面平均而较能符合散热效能的要求。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种刨削式鳍片散热器的加工方法，以加工生产出一种兼具改善鳍片高度与厚度比值，而可制作出较薄、较高且单位数量提高的散热器鳍片，以大量增加散热表面积，从而达到较好的散热效果，并更可有效使每一鳍片发挥较高的散热效率，使整体散热效果因而提升。

本发明的另一目的，在于提供刨削式鳍片散热器的加工方法中使用的刀具。

为达到上述目的，本发明主要利用一种特殊设计的刀具，其包括由一刀具本体、一刀档板及锁设于两侧刀锁板所构成，其中刀具本体前缘切削面为弯弧形设计，且其前缘恰可供刀档板利用刀锁板而加以锁接固定，在刀档板与刀具本体前弧形切削面则形成一切削间隙，其间距即等同于散热器的鳍片厚度。当其在加工刨切时，按下列步骤进行切削：

一、将胚料以夹具夹持固定而与水平面呈一倾斜角度。

二、利用前述刀具组合修正胚料平面。

三、利用前述刀具组合以适当的进给量至需求的鳍片长度及厚度。

四、刀具进给至顶点后，刀具先以特定角度提升至一垂直距离，完成第一阶段退刀。

五、接续再另以一特定角度将刀具进行较长垂直距离的提升，直至刀具组合内切削鳍片完全脱离为止，并使该鳍片呈一特定角度的直线倾斜，同时刀具并退回至原起始位置。

六、重复步骤三，进行第二片鳍片的切削，当刀具进给至顶点前，利用锁接于刀具本体前方的刀档板前缘先行碰触前述呈倾斜的第一片鳍片，当刀具进给至顶点时，则可通过该刀档板将第一片倾斜的鳍片推顶至垂直位置，形成直立式散热鳍片。

七、其次，重复步骤四及步骤五，完成退刀，并使刀具退回至原起始位置，如此重复刀具进行鳍片的进给切削与推顶。

采用上述刀具和加工方法，可通过刨削方式，加工生产出兼具改善鳍片高度与厚度比值，较薄、较高且单位数量提高的散热器鳍片，以大量增加散热表面积，从而达到较好的散热效果，并通过将散热器鳍片在刨切完成后予以成型为直立式的鳍片，更可有效使每一鳍片发挥较高的散热效率，使整体散热效果因而提升。

附图说明

图1：有关习知散热器鳍片外观图。

图2：有关本发明刀具的结构外观图。

图3：有关本发明刀具的结构分解图。

图4：有关本发明刀具的部分组合平面图。

图5：有关本发明刨削的动作图一。

图6：有关本发明刨削的动作图二。

图7：有关本发明刨削的动作图三。

图8：有关本发明刨削的动作图四。

图9：有关本发明刨削的动作图五。

具体实施方式

本发明关于一种刨削式鳍片散热器的加工方法及其刀具，请同时配合参看图2至图4所示，所使用的刀具主要由一刀具本体1、一刀档板2及锁设于两侧刀锁板3构成；其中刀具本体1前缘切削面11形成弧形设计，用以进行胚料4的刨削，且其下缘与水平面形成约5.7°的夹角θ(如图4)。刀具本体1的前切削面11另可与一刀档板2搭配而利用该两侧刀锁板3予以锁接固定，刀档板2呈长板状，其正面形成一垂直壁21，而后侧下缘则形成弧形导角22，并与前述刀具本体1的弧形切削面11形成相同的曲率，当刀档板2锁固于刀具本体1前缘时，通过刀档板2后侧由上而下至弧形导角22与刀具本体1切削面11间所形成的间距，可容纳刨切成形的胚料4鳍片41通过，且该间距即等同于散热器的鳍片41厚度。两刀锁板3分别位于刀具本体1及刀档板2的两侧，其上设有锁孔31及锁槽32，可分别利用螺丝5而将其锁固于刀档板2及刀具本体1上对应位置的螺孔固定，其中狭长的锁槽32，更可配合螺丝5提供调整刀档板2与刀具本体1间的相对距离(如图4)，以配合不同刨削鳍片41厚度的需要。

有关本发明其刨切成型的加工过程，请同时配合参看图5至图9所示，主要按下列步骤进行：

一、将胚料4以夹具夹持固定而与水平面呈一倾斜角度。

二、利用刀具组合1修正胚料4平面。

三、调整刀具组合1在垂直方向(Z轴)的适当进给量，而决定散热器鳍片41厚度，以及其在水平方向(Y轴)的进给量，而决定散热器鳍片41的长度。(如图5)

四、刀具1依设定的进给量刨削胚料4，并使刨切的胚料4形成鳍片41厚度而沿弧形切削面11与刀档板2倒角22间所形成的间隙进入(如图6)；当刀具1进给至顶点后，刀具1先以约28°～50°的角度提升至一垂直距离约8mm，而完成第一阶段的退刀(如图7)。

五、接续再另以约23°～48°的角度将刀具1进行约35mm垂直距离的提升，直至刀具组合1内的鳍片完全脱离为止(如图8)，完成第二阶段的退刀，并使该鳍片41约呈45°～60°的直线倾斜角度，同时刀具1并退回至原起始位置。

六、重复步骤三，进行第二片鳍片41’的切削，当刀具1进给至顶点前，利用锁接于刀具本体1前方的刀档板2前缘垂直壁21先行碰触前述呈直线倾斜的第一片鳍片41，当刀具1进给至顶点时，则可用该刀档板2将第一片倾斜的鳍片41推顶至垂直位置，形成直立式散热鳍片41(如图6)。

七、其次，重复步骤四及步骤五，完成退刀，并使刀具1退回至原起始位置，如此重复刀具1进行鳍片41的进给切削与推顶。

通过以上的刨削步骤说明，其除了可达到使鳍片41高度及厚度的比值不受限制外，同时可制作出较薄、较高且单位数量较高的散热器鳍片，以增加散热表面积，而达到较好的散热效果；除此之外，通过将散热器鳍片在刨切完成后形成直立式鳍片，进而更为提高其散热效率。

Claims (5)

1. 一种刨削式鳍片散热器的加工方法，其包括下列的步骤：

1)、将胚料以夹具夹持固定而与水平面呈一倾斜角度；

2)、利用刀具组合修正胚料平面；

3)、调整刀具组合在垂直方向的适当进给量，而决定散热器鳍片厚度，以及其在水平方向的进给量，而决定散热器鳍片的长度；

4)、刀具依设定的进给量刨削胚料，并使刨切的胚料形成鳍片厚度而沿弧形切削面与刀档板弧形导角间所形成的间隙进入；当刀具进给至顶点后，刀具先以一特定的角度提升至一垂直距离，而完成第一阶段的退刀；

5)、接续再另以一特定角度将刀具进行另一垂直距离的提升，直至刀具组合内的鳍片完全脱离为止，完成第二阶段的退刀，并使该鳍片形成一直线倾斜角度，同时刀具并退回至原起始位置；

6)、重复步骤三，进行第二片鳍片的切削，当刀具进给至顶点前，利用锁接于刀具本体前方的刀档板前缘垂直壁先行碰触前述呈倾斜的第一片鳍片，当刀具进给至顶点时，则可通过刀档板将第一片倾斜的鳍片推顶至垂直位置，形成直立式散热鳍片；

7)、其次，重复步骤四及步骤五，完成退刀，并使刀具退回至原起始位置，如此重复刀具进行鳍片的进给切削与推顶。

2. 如权利要求1所述刨削式鳍片散热器的加工方法，其特征在于：刀具在退刀时，先以28°～50°的角度提升至一垂直距离8mm，而完成第一阶段的退刀。

3. 如权利要求1所述刨削式鳍片散热器的加工方法，其特征在于：刀具在第二阶段退刀时，在完成第一阶段退刀后，再以23°～48°的角度将刀具进行35mm垂直距离的提升，直至刀具组合内的鳍片完全脱离为止。

4. 如权利要求1所述刨削式鳍片散热器的加工方法，其特征在于：在完成刀具的第二阶段退刀后，该脱离刀具的鳍片呈45°～60°的直线倾斜角度。

5. 一种刀具，其主要由一刀具本体、一刀档板及锁设于两侧刀锁板构成；其中刀具本体前缘切削面形成弧形，用以进行胚料的刨削，且其下缘与水平面形一夹角；刀具本体的前切削面另可与一刀档板搭配而利用该两侧刀锁板予以锁接固定，刀档板呈长板状，其正面形成一垂直壁，而后侧下缘则形成弧形导角，并与前述刀具本体的弧形切削面形成相同的曲率，当刀档板锁固于刀具本体前缘时，通过刀档板后侧由上而下至弧形导角与刀具本体切削面间所形成的弧形间距，可容纳刨切成形的胚料鳍片通过，且该间距即等同于散热器的鳍片厚度。

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