CN1125966C - 热交换器散热片及其加工用的冲模冲头组件 - Google Patents

Abstract

一种热交换器散热片，具有带坚固凸缘的环圈和当热交换管与其成整体时不变形。该热交换器散热片包括：具有供一热交换管贯穿的多个穿孔的平板部分和具有预定高度的多个环圈，每个环圈从各穿孔的边缘伸出并在前端具有凸缘，各环圈的内表面与平板部分垂直；各环圈与平板部分连接的底端部分的厚度比其中间部分的厚度大。采用这种结构，即使环圈较高和较薄也可使环圈的底端部分强度较大，并在热交换管贯穿环圈成整体时防止环圈变形。

Description

热交换器散热片及其加工用的冲模冲头组件

本发明涉及热交换器散热片以及加工热交换器散热片所用的冲模冲头组件，具体说，涉及具有多个把平板部分上的穿孔密封起来并让热交换管贯穿其中的环圈的热交换器散热片和加工所述热交换器散热片的冲模冲头组件。

用在空调器等内的热交换器散热片10如图9所示。热交换器散热片10包括：由金属薄板例如铝薄板制作的带状薄板部分11；多个穿孔12；多个从各相应穿孔12的边缘向上延伸的环圈14。就是使多个环圈14沿带状薄板部分11的长度方向直线布置。在各个环圈14的上端上形成有凸缘15。

热交换器散热片10通常是用一种无拉延成形方式加工成(见图10A-10D)。在这种无拉延成形方式中，首先通过冲孔机加工在薄板上加工成小的穿孔101(见图10)。通过去毛边使小穿孔101的边缘102向上弯曲以形成伸出部分103(见图10B)。然后通过挤压将伸出部分103向上挤压以成形环圈104(见图10C)。最后，通过外扩张在各个环圈104的上端形成凸缘105(见图10D)。

热交换器散热片放置成如图11所示那样。然后，将一根用具有高热传导率的金属例如铜制成的热交换管16穿过同轴布置的热交换器散热片10的穿孔12。由于凸缘15分别接触上侧热交换器散热片的底面，在相邻的热交换器散热片10之间保持有空间。即热交换器散热片10相互分开等于环圈14高度的距离。

在热交换管16的外周面和环圈14的内表面之间形成有空隙12a，因此通过插入一个扩张塞17可将热交换管16扩张。通过将扩张塞17插入热交换管16，可使热交换管16与热交换器散热片10的环圈14成整体，从而可提高热交换能力。

在某些情况时，可通过形成较高的环圈14使相邻的热交换器散热片10之间的分开距离较宽。由于环圈14是通过挤压从穿孔12边缘延伸的伸出部分而成形的，如果使环圈14越高，则环圈14的厚度就变得越薄。

在薄的环圈14的情况时，凸缘15易于断裂，如图12所示。请注意，断裂部分是用标号19指示。

如果环圈14与平板部分11相连接的底端的厚度很薄，则当已穿过环圈14的热交换管16经插入扩张塞17而与热交换器散热片10成整体时就易于变形。如果环圈14变形，则相邻的散热片10相互接触和改变它们之间的距离(见图13)，从而使热交换能力降低。

断裂的凸缘19和相邻的热交换器散热片10之间的相互接触易于发生在很薄的热交换器散热片10上。然而，目前要求热交换器散热片10较薄以减轻热交换器重量。

本发明的目的是提供一种具有带坚固的凸缘的环圈因而当与热交换管连成整体时不变形的、很薄的热交换器散热片。

本发明的另一个目的是提供一种加工所述的热交换器散热片的冲模冲头组件。

本发明的热交换器散热片包括：一个具有可供一热交换管贯穿的多个穿孔的平板部分；以及具有预定高度的多个环圈，每一个环圈都是从各穿孔的边缘伸出并在前端具有凸缘，其特点在于：

各环圈的内表面制作成与平板部分相垂直；以及

各环圈的与平板部分连接的底端部分的厚度比其中间部分的厚度大。

由于采用本发明的热交换器散热片，即使使环圈较高和较薄，也可使环圈的底端部分的强度较大。因此当热交换管贯穿并与环圈成整体时可以防止环圈的变形。

在热交换器散热片中，可使各环圈的中间部分的厚度朝着形成凸缘的环圈前端逐渐变厚。采用这种结构，当在环圈的前端上成形凸缘时，就可防止在凸缘上的成形断裂或者凸缘的折断。

本发明的冲模冲头组件的第一种基本结构是一种用作在热交换器散热片的平板部分上通过挤压平板部分伸出段成形多个可供热交换管贯穿的环圈的冲模冲头组件，所述的环圈的每一个在冲模内表面和冲头外表面间从各穿孔的边缘伸出平板部分直至到达预定的高度为止，其特点在于：

所述的冲头在前端部分上具有一挤压部分；

所述的冲模包括：

一供所述冲头的前端进入的第一端；

一与所述第一端相对的第二端；

一个从所述第一端朝所述的第二端延伸预定长度的第一圆筒形部分，其内表面垂直于所述的平板部分布置；以及

一个从所述的第一圆筒形部分朝所述的第二端延伸的第二圆筒形部分，要使所述的第二圆筒形部分的内径小于所述的第一圆筒形部分以便用冲头的挤压端挤压伸出部分，并且所述的第二圆筒形部分的内表面布置成垂直于所述的平板部分；以及

当环圈被完全挤压时其前端存在于冲模的第二圆筒形部分的范围内。

由于采用第一种基本结构的冲模冲头组件，环圈的内表面制作成垂直于平板部分。并且，各环圈的连接于平板部分的底端部的厚度就可大于各环圈中间部分的厚度。

本发明的冲模冲头组件的第二种基本结构是一种用作在热交换器散热片的平板部分上通过挤压平板部分伸出段成形多个可供热交换管贯穿的环圈的冲模冲头组件，所述的环圈的每一个在冲模内表面和冲头外表面间从各穿孔的边缘伸出平板部分直至到达预定的高度为止，其特点在于：

所述冲头在前端部分上具有一个挤压部分；

所述冲模包括：

一供所述冲头的前端进入的第一端；

一与所述第一端相对的第二端；

一个从所述的第一端朝所述的第二端延伸预定长度的圆筒形部分，其内表面布置成垂直于所述的平板部分；

一小直径部分，设置在所述圆筒形部分第二端侧上，使小直径部分的内径小于圆筒形部分的直径以便通过冲头的挤压部分挤压所述的伸出部分；以及

一锥形阴模部分，它从第二圆筒形部分朝第二端延伸，并使其内径朝着第二端逐渐变大；以及

当环圈完全被挤压时环圈的前端存在于冲模的第二圆筒形部分的范围内。

由于采用所述的第二种基本结构的冲模冲头组件，环圈的内表面制作成垂直于平板部分。各环圈与平板部分相连接的底端部分的厚度就可比各环圈的中间部分的厚度大。并且，可使各环圈的中间部分的厚度朝着成形凸缘的前端逐渐变大。

在第一种和第二种的基本结构中，冲头可以具有一个倒锥形部分，它从所述的挤压部分朝着冲头的底端延伸，并使其外径朝着底端逐渐变小。采用这种结构，机油就可进入冲头的倒锥形部分和环圈的内表面之间的空间，从而可防止由于挤压的摩擦热量所产生的冲头和环圈之间的熔合。

下面将通过一些例子并结合附图来说明本发明的实施方式，在这些附图中：

图1是本发明的一个热交换器散热片实施例的立体视图；

图2是图1所示的热交换器散热片的一个环圈的剖视图；

图3是图2中所示的环圈的部分剖视图；

图4是加工本发明的热交换器散热片的一个冲模冲头组件实施例的剖视图；

图5是显示在冲模冲头组件上所执行的一个挤压步骤的说明视图；

图6是显示在冲模冲头组件上所执行的一个挤压步骤的说明视图；

图7是显示在冲模冲头组件上所执行的一个挤压步骤的说明视图；

图8是本发明的冲模冲头组件的另一个实施例的剖视图；

图9是一个传统的热交换器散热片的立体视图；

图10A-10D是显示通过一种无拉延成形方式成形具有环圈的穿孔的一系列步骤的说明视图；

图11是一个显示扩张热交换管的步骤的说明视图；

图12是显示一个部分折断的凸缘的说明视图；

图13是显示热交换器散热片的环圈变形状态的说明视图；以及

图14是在第5,159,826美国专利中所揭示的一个冲模冲头组件的剖视图。

现参照附图详细地说明本发明的一些较佳实施例。

本实施例的一个热交换器散热片在图1中示出。

如图1中所示，该热交换器散热片30包括：一个由金属薄板例如薄的铝板制成的薄的平板部分32；多个穿孔40；以及多个各自从所述穿孔的边缘向上延伸、具有预定高度的环圈34。在各环圈34的前(上)端形成有凸缘36。

如图2所示，热交换器散热片30的各环圈34的内表面是垂直于平板部分32。由于采用环圈34，热交换管可在不与环圈34内表面的任何部分结合的情况下顺畅地穿过环圈34，并且热交换管的外表面可与环圈34的内表面牢固地连成整体。

使环圈34的下端与平板部分32相连接的环圈34的底(下)端部分38比环圈34的中间部分42厚。并且各环圈34的底端部分38的外径大于中间部分42的外径；即环圈34的底端部分38径向地向外扩张。由于采用较厚的底端部分38，就可提高底端部分38的强度，因此当热交换管穿过并与环圈34连成整体时可防止环圈34的变形。

如图3清楚地所示，使环圈34的中间部分44的厚度朝着前端部分44逐渐增大。采用这种结构，当在环圈34的前端部分44上成形凸缘36时就可防止在凸缘上的成形折断或者凸缘断裂。

下面将说明一种用无拉延成形方式加工热交换器散热片的冲模冲头组件。

在图4中，此实施例的冲模冲头组件具有：一上底座56；一在上底座56内的冲模54；一下底座77；以及在下底座77内的冲头50。通过挤压在冲头50和冲模54之间的平板部分32的伸出部分成形环圈。

在上底座56的冲模54内，借助一偏动件(未图示)例如偏动弹簧将一脱模78始终压向下底座77，并且脱模78的前(下)端80伸出上底座56。当上底座56向下移动时，脱模78的前端80进入平板部分32的穿孔中。脱模78前端80的外径小于脱模78中间部分的外径。这样，在脱模78上形成有一个台阶部分82。

下底座77还包括：一固定板76；一升降台74；以及一将升降台74压向上底座56的偏动件73。冲头50的下端固定于固定板76上；冲头50的上(前)端部分插入在升降台74上所形成的冲孔75中。在冲孔步骤(见图10A)中已成形穿孔40以及在去毛边步骤(见图10B)中围绕穿孔32已成形伸出部分52的平板部分32是安装在升降台74的上表面上。

如在图5中清楚所示，该冲头50包括：一在上端形成的圆柱形部分58；一从该圆柱形部分58向下延伸、其外径朝着冲头50的底(下)端逐渐增大的锥形部分；以及一从该锥形部分60向下延伸、其外径朝着冲头50的底端逐渐变小的倒锥形部分62。

将圆柱形部分58的外径设计成当冲头50进入平板部分32的穿孔40中时可在伸出部分52的内周表面和圆柱形部分58的外周表面之间形成很小的间隙。

由于形成圆柱形部分58和锥形部分60，冲头50的前端部分就可顺畅地进入平板部分32的穿孔40和伸出部分52中。

该倒锥形部分62从锥形部分60朝着冲头50的底端延伸，其外径朝着冲头50的底端逐渐地变小。因此，在锥形部分60和倒锥形部分62之间的接界部分就起着一个挤压部分64的作用。该挤压部分64与模具54的内周面一起挤压伸出部分52，以将该伸出部分52成形为环圈。

如图5中清楚地所示，该冲模54包括：一供冲头50的第一(上)端部进入的第一(下)端；一第二(上)端；一圆筒形部分66；一小直径部分68；以及一锥形阴模部分70。

冲模54的圆筒形部分66从冲模54的第一端向其第二端延伸一预定长度。该圆筒形部分66的内周面制作或布置成垂直于平板部分32。小直径部分68是设置在该圆筒形部分66的上侧上。使小直径部分68的内径小于圆筒形部分66的内径，就可以当挤压部分64通过该小直径部分68时借助于冲头50的挤压部分64挤压平板部分32的伸出部分52。

从小直径部分68向上延伸的锥形阴模部分70的内径朝着冲模54的上端逐渐地变大。

为加工热交换器散热片，将在平板部分32上已冲出穿孔40并围绕穿孔40已形成伸出部分52的薄铝板安装在升降台74的上表面上。此时，应将平板部分32定位，使穿孔40与升降台74的冲孔对准。

接着，上底座56按图6所示箭头”A”的方向朝着下底座77向下移动。脱模78随同上底座56一起向下移动。脱模78的下端80进入平板部分32的伸出部分52中，使平板部分32定位在一个正确的位置上。请注意，脱模的下端80接触冲头50的上端。

当上底座56进一步向下移动时，该上底座56的底面接触平板部分32，以及上底座56克服偏动件73的压紧力向下推动升降台74。通过这个动作，其上端已接触脱模78的下端80的冲头50的上端部分就进入模具54中，从而可挤压平板部分32的伸出部分52。

当该伸出部分52被挤压到它形成具有预定高度的环圈时，上模即上底座56便开始向上移动。借助于偏动件73始终被压向上模56的升降台74随同上模一起向上移动，使冲头50的上端部分从冲模54中脱出。

当上底座56向上移动时，在上模56和升降台74之间形成有一个空间，而脱模78的台阶部分82将平板部分32的环圈顶离冲模具54，以将平板部分32安置在升降台74的上表面上。然后将平板部分32发往下一个加工步骤。

上面已经结合图4-6说明了上底座56和下底座77的动作。接下来将参照图5和7说明成形环圈的具体动作。

在挤压围绕穿孔40的伸出部分52的步骤中，首先圆柱形部分58和锥形部分60进入伸出部分52中，如图5所示。在此状态时，由于圆柱形部分58和锥形部分60的外径小于穿孔40和伸出部分52的内径，伸出部分52未被挤压。

当冲头50的挤压部分64进入伸出部分52中时，在冲头50的挤压部分64和冲模54的圆筒形部分66的内表面之间初步挤压伸出部分52。通过初步挤压，环圈的底端部分38成形。

当冲头50的挤压部分74进一步进入冲模54中时，已被初步挤压的该伸出部分52进一步在冲头50的挤压部分64和小直径部分68之间被挤压。在冲头50的挤压部分64和小直径部分68的内周面之间的间隙小于冲头50的挤压部分64和圆筒形部分66的内周面之间的间隙，因此被小直径部分68挤压的量要大于被圆筒形部分66挤压的量。因此，环圈34的中间部分42的厚度要小于其底端部分38的厚度。

当冲头50的挤压部分64进入锥形阴模部分中时，在挤压部分64和锥形阴模部分70的内周面之间的间隙就朝着模具54的上端逐渐变大，从而使挤压量逐渐减小。采用这种结构，环圈34的上端部44的厚度就朝着环圈34的上端逐渐增大(见图2)。

请注意，在冲头50的挤压部分64和锥形阴模部分70的内周面之间被挤压的伸出部分52包括通过挤压动作未被挤压而被引入锥形阴模部分70的一个伸出部分的上端部。

通过上述方式成形的环圈34的剖视图如图3所示。环圈34的底端部分38的厚度大于其中间部分42的厚度。采用这种结构，环圈34的底端部分38具有足够的强度。这样，可以防止当热交换管被扩张与环圈成整体时环圈所发生的变形。

如图3清楚所示，环圈34的中间部分的厚度42是朝着其上端部44逐渐地变大。采用这种结构，当在环圈34的上端成形凸缘时可防止在上端部44上的成形折断。

冲头具有设置在挤压部分64的底端侧上的倒锥形部分62。采用这种倒锥形部分62，当冲头50的挤压部分64进入冲模54的锥形阴模部分70时，在冲头50的倒锥形部分和环圈34的底端部分66之间形成有间隙61(见图7)。由于构成间隙61，机油就可容易地被引入该间隙中，从而可以防止在挤压步骤的过程中所发生的冲头50和环圈34的过热和熔化。

接着，参照附图8说明另一种用于加工本发明的热交换器散热片的冲模冲头组件，在这种热交换器散热片中环圈的底端部分比其中间部分厚。

冲模54具有一第一圆筒形部分66，它从第一(下)端朝着第二(上)端延伸一预定长度。第一圆筒形部分66的内周面制作或布置成垂直于平板部分32。模具54还具有一第二圆筒形部分86，它从第一圆筒形部分66的上端朝着第二(上)端延伸。第二圆筒形部分86的内径比第一圆筒形部分小，从而借助于冲头50的挤压部分64挤压平板部分32的伸出部分52。并且，第二圆筒形部分86的内周面制作或布置成垂直于平板部分32。

在通过用图8所示的冲模54挤压各围绕穿孔40的伸出部分52成形环圈34的情况时，首先上底座向下底座向下移动，将冲头50的圆柱形部分58和锥形部分60引入已插进模具54的平板部分32的伸出部分52中。

当上底座进一步向下移动直至冲头50的挤压部分64进入伸出部分52中时，该伸出部分52在冲头50的挤压部分64和第一圆筒形部分66的内表面之间初步受到挤压。通过初步挤压，该被挤压部分便成形成环圈的底端部分。

上底座进一步向下移动，将冲头50的挤压部分64引入冲模54的第二圆筒形部分中。在进入第二圆筒形部分中时，伸出部分52在冲头50的挤压部分64和第二圆筒形部分86的内表面之间被挤压。在冲头50的挤压部分64和第二圆筒形部分86的内周面之间已被挤压的那部分就形成环圈的上端部。

请注意，在该挤压部分64和第二圆筒形部分86的内表面(在图8中未显示)之间被挤压的伸出部分包括伸出部分52的一个未被挤压和通过挤压动作被引入第二圆筒形部分86的上端部。

由于冲头50的挤压部分64和第一圆筒形部分66的内表面之间的间隙大于挤压部分64和第二圆筒形部分86的内表面之间的间隙，被第二圆筒形部分86挤压的量就大于被第一圆筒形部分66挤压的量。因此，被第一圆筒形部分66挤压的的环圈底端部的厚度要比其中间部分厚。

由于制成环圈的连接平板部分32的底端部，其厚度大于环圈的中间部分，环圈的底端部可以具有足够的强度。这样，就可防止当热交换管被扩张与环圈成整体时所发生的环圈变形。

顺便提及，在第5,159,826号美国专利中曾揭示了热交换器散热片的另一个例子。该热交换器散热片如图14所示。环圈的厚度朝着其前(上)端逐渐地变大。

为了成形这样的热交换器散热片，冲模冲头组件的冲头18具有一第一锥形部分20和一第二锥形部分22，它们的外径都是朝着冲头18的前(上)端逐渐地变大。

第一锥形部分20相对于冲头18的中心线CL的倾斜角大于第二锥形部分22的倾斜角。采用这种结构，在第一锥形部分20和第二锥形部分22之间的较宽部分24就起着冲头18的挤压部分的作用。

冲模冲头组件的冲模25具有一个锥形阴模部分26，它从冲模25的下端向上延伸预定的长度并且其内径朝着冲模的上端逐渐地变小。其内周面垂直于平板部分32布置的圆筒形部分27从锥形阴模部分26的上端向上延伸。

采用这种结构，冲头18挤压平板部分32的伸出部分29并进行到在冲模25上的一个位置18A。用冲头18和冲模25进行挤压动作时，伸出部分29的内周面就沿着第二锥形部分22的外周面成形。这样，环圈的内部空间就形成如一个锥形的阴模空间，其内径朝着下端逐渐变大。

然而，如果环圈的内部空间形成锥形的阴模空间，就难于使热交换管贯穿环圈或者使之与环圈固定成一体。

在另一方面，由于采用本发明较佳实施例的热交换器散热片，环圈的内周面可以垂直于热交换器散热片的平板部分成形。因此，热交换管可顺畅地贯穿环圈并与环圈固定成一体。

在不背离本发明的精神或者其基本特点的情况下，本发明还可以其它一些具体形式实施。因此，本发明的较佳实施例无论如何是被认为用于举例说明而并不是限制。本发明的范围是由所附权利要求书而不是由前面的说明揭示，因此要将在此含义内的所有改变以及权利要求的等同范围都包括在其中。

Claims (5)

1.一种热交换器散热片，它包括：一个具有可供一热交换管贯穿的多个穿孔的平板部分；以及具有预定高度的多个环圈，每一个环圈都是从各穿孔的边缘伸出并在前端具有凸缘；

各环圈的内表面制作成与平板部分相垂直；

各环圈的与平板部分连接的底端部分的厚度比其中间部分的厚度大；其特征在于：

各所述环圈的中间部分的厚度朝着其成形凸缘的前端逐渐地变大。

2.一种用于在热交换器散热片的平板部分上通过挤压平板部分伸出段成形多个可供热交换管贯穿的环圈的冲模冲头组件，所述的环圈的每一个在冲压模具内表面和冲头外表面间从平板部分上各穿孔的边缘伸出直至到达预定的高度为止，其特征在于：

所述的冲头在前端部分上具有一个挤压部分；

所述冲模包括：

一供所述的冲头的前端进入的第一端；

一与所述的第一端相对的第二端；

一个从所述的第一端朝所述的第二端延伸预定长度的第一圆筒形部分，其内表面垂直于所述的平板部分布置；以及

一个从所述的第一圆筒形部分朝所述的第二端延伸的第二圆筒形部分，要使所述的第二圆筒形部分的内径小于所述的第一圆筒形部分以便用冲头的挤压端挤压伸出部分，并且所述的第二圆筒形部分的内表面布置成垂直于所述的平板部分；以及

当环圈被完全挤压时其前端存在于冲模的第二圆筒形部分的范围内。

3.一种用于在热交换器散热片的平板部分上通过挤压平板部分伸出段成形多个可供热交换管贯穿的环圈的冲模冲头组件，所述的环圈的每一个在冲模内表面和冲头外表面间从平板部分上各穿孔的边缘伸出直至到达预定的高度为止，其特征在于：

所述的冲头在前端部分上具有一个挤压部分；

所述的冲模包括：

一供所述的冲头的前端进入的第一端；

一与所述的第一端相对的第二端；

一个从所述的第一端朝所述的第二端延伸预定长度的圆筒形部分，其内表面布置成垂直于所述的平板部分；

一小直径部分，设置在所述圆筒形部分第二端侧上，使小直径部分的内径小于圆筒形部分的直径以便通过冲头的挤压部分挤压所述的伸出部分；以及

一锥形阴模部分，它从第二圆筒形部分朝第二端延伸，并使其内径朝着第二端逐渐变大；以及

当环圈完全被挤压时环圈的前端存在于冲模的第二圆筒形部分的范围内。

4.如权利要求3所述的冲模冲头组件，其特征在于，所述的冲头具有一个倒锥形部分，它从所述的挤压部分朝着所述冲头的底端延伸以及其外径朝着所述的底端逐渐地变小。

5.如权利要求4所述的冲模冲头组件，其特征在于，所述的冲头具有一个倒锥形部分，它从所述的挤压部分朝着所述冲头的底端延伸以及其外径朝着所述的底端逐渐地变小。

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