CN113102725B - 一种高齿散热器的压铸模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：根据产品结构和高导热合金的收缩特性制定收缩率，结合产品结构制定特定的分型方案；设计独特的浇排系统和工艺设计；动定模采用独特的外连接结构；定模局部设计反顶结构；动模芯成型部位采用特殊的镶拼结构；动定模采用独特的温控系统；采用独特的两组液压式抽真空结构；综合以上一体的压铸模具结构，实现高齿散热器压铸模具连续稳定生产；本发明的有益效果包括：解决了100mm高齿散热器一体压铸成型难的问题，为新一代通信技术的发展开拓了新思路，保证了高齿散热器压铸模具可连续稳定生产。

Description

一种高齿散热器的压铸模具

技术领域

本发明涉及压装模具领域，具体涉及一种高齿散热器的压铸模具。

背景技术

高压压铸是一种精密成型工艺，该工艺其制造的零件成本低，效率高，质量轻，散热好等优点，因此广泛应用于汽车和通信领域，在通信方面主要用于制造各类铝镁合金产品，如散热器，屏蔽盖等，随着通信技术的更迭以及5G通信的全面商用，其通信基站对散热器壳体的散热能力要求越来越高，质量要求越来越轻量化，而改善散热器壳体散热能力和轻量化的常用方法一是采用高导热的铝合金材料作为壳体原材料，二是改善散热器壳体结构，如加高散热器壳体上面散热齿的高度，且要求散热齿由铝型材镶嵌压铸改成直接压铸成型等。目前应用于5G基站上面的散热齿高度达100mm以上(传统的散热齿直接压铸成型高度极限在50mm)，加高散热齿和散热齿直接压铸成型都给压铸工艺和压铸模具设计制造带来较大挑战，一是如何解决高齿片模具型腔加工制造难题，二是所设计制造的模具如何保障产品成型的内外部质量要求，三是模具如何保障连续稳定的生产过程都是主要的技术难题。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种高齿散热器的压铸模具，其解决了高齿散热器模具难以制造和压铸难以成型的难题，实现了高齿散热器压铸模具可连续生产。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：包括模具本体、浇铸系统、排气集渣结构、温控系统；

模具本体包括相对布置的动模和定模，其中所述动模包括动模底板、动模芯、动模镶块、动模框、上滑块、下滑块；所述定模包括定模底板、定模框、定模芯；其中动模芯、动模镶块、上滑块、下滑块、定模芯组成散热器的型腔结构，散热器的散热齿位于动模一侧，散热器的内腔位于定模一侧，其中所述上滑块的分型面位于散热齿中部，所述下滑块的分型面位于散热器大面与内腔竖直侧壁相交的位置，

浇铸系统包括依次连接的料饼、浇道、铸件、渣包、真空道，其中料饼、浇道均分布定模一侧，所述浇道包括直浇道、四股分支横浇道、内浇口，其中四股分支横浇道与所述内浇口呈90°过渡，形成鹰嘴式浇口设计，所述内浇口为整体式内浇口，所述四股分支横浇道从所述直浇道尾端开始过渡分为左侧分支浇道和右侧分支浇道，其中左侧分支浇道和右侧分支浇道各分为两个分支浇道，且左侧分支浇道和右侧分支浇道互为对称结构，

排气集渣结构包括在所述镶块外沿封水面台阶位置沿叶片纵向开设溢流口，并在所述动模芯上开设渣包，且通过设置在动模芯上的通道将每个散热齿外侧对应的渣包串联，散热齿两端的渣包分别汇入分型面上的真空道，

温控系统包括定模温控系统和动模温控系统，其中定模侧采用线式和点式混合温控结构，定模侧包括三组温控回路，其中每组温控回路包括一个进口连通两个第一线式结构，每个第一线式结构对应一个出口，且每个第一线式结构上均匀分布有7根点式结构，在对应所述浇口的位置设置有一进一出的线式冷却回路，浇口套位置设置有一进一出的环式冷却回路；动模侧包括四组线式油温加热通道，该四组线式油温加热通道对应动模上对应散热齿4/5高度位置。

进一步地，所述模具本体还包括分别连接在动模和定模上的锁模钉，所述锁模钉为圆柱型结构，所述锁模钉中部具有上下相对的两个径向通槽，所述锁模钉通过螺栓连接到定模或动模上，所述锁模钉还通过所述径向通槽连接在压铸机上。

进一步地，所述动模后方设置有动模顶针、顶针固定板、顶针顶板，所述顶针顶板后部连接有中心顶出座，所述中心顶出座后端连接有中心拉回座。

进一步地，所述动模镶块数量为多个，多个所述动模镶块拼接设置在所述动模芯的成型位置，两个相邻的动模镶块组成一个散热齿的型腔，所述动模镶块的后部通过至少两组镶块固定条固定在所述动模芯上，所述动模顶针设置于两个相邻动模镶块之间，且所述动模顶针为扁顶针。

进一步地，所述定模后方设置有定模反顶结构，所述定模反顶结构包括定模弹簧盖板，重载荷碟簧，弹簧柱，定模顶板，定模顶针固定板，导柱，复位杆，定模顶针，其中定模弹簧盖板镶嵌在所述定模底板上，所述重载荷碟簧套设在所述弹簧柱上，且限位于所述定模顶板和定模弹簧盖板之间，所述弹簧柱前端采用螺纹固定在定模顶针固定板上，所述定模顶板设置于所述定模弹簧盖板和定模顶针固定板之间，所述定模顶板上设置有弹簧柱避让孔，所述定模顶板和定模顶针固定板通过所述导柱连接，所述定模顶针后部固定在所述定模顶板上，所述定模顶针前端穿过所述定模顶针固定板后伸入所述定模芯中，所述复位杆一端固定在所述定模芯上，所述复位杆另一端可穿过所述导柱，顶压在所述定模顶板上。

进一步地，还包括连接在所述真空道上的真空阀，所述真空阀为液压式真空抽气阀，所述液压真空抽气阀包括阀体、抽真空管、上真空过滤器、下真空过滤器、真空阀杆、导套、固定板、垫板，所述抽真空管连接在所述阀体上，所述上真空过滤器、下真空过滤器上下对接后设置在所述抽真空管上，所述真空阀杆活动设置于阀体中，且所述真空阀杆通过设置于阀体内的导体和固定板进行导向限位，所述垫板设置在所述阀体后端，所述真空阀杆前端与所述阀体内部采用三段式配合面进行封水，所述真空阀杆后部连接有液压油缸。

进一步地，所述动模还包括设置在动模框下部的动模支脚。

进一步地，所述定模上还包括设置在定模框下部的定模支脚。

进一步地，所述定模一侧设置有熔杯。

进一步地，所述内浇口的截面面积：四股分支横浇道的截面面积：直浇道的截面面积等于1:2.5:3.6。

本发明的有益效果包括：解决了100mm及以上高齿散热器一体压铸成型难的问题，为新一代通信技术的发展开拓了新思路，保证了高齿散热器压铸模具可连续稳定生产。

附图说明

图1是本发明的模具本体结构示意图；

图2是本发明的浇铸系统结构示意图；

图3是本发明的排气集渣结构示意图；

图4是本发明中反顶结构的示意图；

图5是本发明中动模镶块的拼接结构示意图；

图6是本发明中动模镶块与顶针分布结构示意图；

图7是本发明的温控系统结构示意图；

图8是本发明中真空抽气阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

如图1-8所示的一种高齿散热器的压铸模具，包括模具本体、浇铸系统、排气集渣结构、温控系统5。该模具本体包括动模部分，定模部分，液压真空部分，如图1所示；

动模部分包括动模底板1，中心顶出，动模支脚21，动模锁模钉9，支座，动模顶针固定板8，动模顶针底板7，动模顶针6，动模芯10，动模镶块2，动模框11，动模油温加热通道，上下滑块20及油缸；

定模部分包括定模底板14，定模支脚19，定模锁模钉9，熔杯18，定模框15，液压式真空阀，定模弹簧盖板29，定模顶板27，定模顶针固定板26，定模顶针25，定模芯16；

成型部分包括料饼22，浇道23，铸件，渣包24，真空道12；

模具温控部分包括设置在动模的线式模温加热通道，定模加热冷却兼用的线式通道和点式通道，浇口位置的线式冷却通道，浇口套上面的环形冷却；

液压真空部分包括阀杆，阀体，抽真空管，真空过滤器，导套，垫板，液压油缸，形成开关等；

本发明的实施例压铸一种高齿散热器产品，产品为542*372*154mm的长方体结构。正面为内腔结构用于安装各类通信零件、电路板等元器件，背面为散热齿叶片，其叶片高度110mm，顶部1.5mm，左右拔模1°，叶片间距25mm。上、下面为通信基站与外部零件相连接的地方，左右面为散热叶片护齿部分，整个产品基本壁厚3mm，产品为铝合金产品。根据产品结构和铝合金高导热材料特性，确定该产品收缩率为千分之4.5，以保证产品尺寸；结合产品正面和背面抱紧力情况，确定散热齿侧为动模侧，内嵌为定模侧，根据铝液填充规律，产品结构，浇口设置理论和顺序凝固原理确定浇排系统的初步位置，以此确定产品的分型方案，如图2所示。

设计独特的浇排系统和工艺，设计结构时将下滑块20分型线移动到产品大面内腔肉厚位置，以使横浇道连结内浇口的位置能成90°过渡，形成鹰嘴式浇口设计，保证铝液顺着壁厚进行填充，减少铝液对模芯的冲击。内浇口采用整体式，保证填充时整体进料，无死角，横浇道分为4股分支横浇道，内浇口面积：分支横浇道面积：直浇道面积＝1：2.5：3.6，冲头采用170mm，浇口比为13.25，充满度为38％，工艺出品率达79.8％。采用2500T压铸机，压铸工艺为：冲头慢速速度0.2m/s，冲头高速速度4.2m/s，铝液温度660℃，模具温度200℃，压射时间10s，冷却时间15s，铸造压力800bar，真空度150mbar，污染度100mbar。另采用立式溢流口结构，因产品高散热齿常规压铸模具设计较为困难满足叶片位置的集渣和排气，故本发明将上滑块13成型部位加高至叶片中部，利用动模镶块2外沿封水面台阶位置沿叶片纵向开设溢流口，模芯位置开设渣包，再将左右两侧的渣包分别串联为左右两组，分别汇入分型面上真空道12，实现叶片位置的直接排气排渣。

压铸模具动定模侧均采用一种锁模钉9分别与压铸机的动、定模板相连接，该锁模钉9为圆柱型结构，上下各开设一个方形槽，槽一端螺栓连接到动定模具，另外一端升入压铸机自带锁模系统利用此槽进行压紧固定动定模具；另动模背板上面设计有中心顶出结构，此结构采用一圆座结构的中心顶出座3通过螺栓连接到顶针顶板，后端通过螺栓连接中心拉回座4，此座为圆柱形，内腔开小圆柱结构，底面开设一矩形通槽，该矩形的场边大于等于内腔圆柱的直径，短边约为圆柱直径的3/5，这样在中心拉回座4内腔形成上下各形成一个“D”字形结构，设备上面的中心拉回机构伸入到中心顶出座3后转向90°，拉回的外侧面与拉回座的"D"形结构接触起到拉回作用。

其余结构与压铸机的连接方式熔杯18接口位置模具设计成骑跨式，即模具与熔杯18的配合端采用间隙配合，其下方1/3处设计为八字骑跨式结构，方便熔杯18安装；其余油缸，冷却水，模温加热等采用专用接头与压铸机相连接。

如图4所示定模局部设计反顶结构17，该结构包括定模弹簧盖板29，重载荷碟簧31，弹簧柱30，定模顶板27，定模顶针固定板26，导柱32，复位杆33，顶针组成，其中定模弹簧盖板29镶嵌在定模盖板上面，其作用是压住弹簧尾部，重载荷碟簧31套入在弹簧柱30中，并一起置于定模顶板27和定模弹簧盖板29间，为顶出系统提供动力支撑，弹簧柱30前端采用螺纹固定在定模顶针固定板26上面，顶板和固定板采用导柱32结构固定，采用复位杆33进行运动复位，整个系统在压铸模具打开时碟簧弹出推动顶板前移带动顶针顶出产品，合模时动模压缩定模复位杆33和顶针带动顶针固定板后移压缩碟簧，起到回位作用。

如图5、6所示动模芯10成型部位采用特殊的镶拼结构，因动模为叶片部分其叶片高110mm，顶部宽1.5mm，单边加料拔模1°，叶片间距25mm，直接加工模芯存在以下问题：难度较大，加工成本高，叶片加工的电极印很难抛光，后续损坏后修复成本高，高齿类产品叶片容易耙模，整体式结构耙模后很难取出残留的铝块，叶片全镶拼结构只需要踩掉其中的某一处镶件即可取出铝块，另动模镶块2因存在间隙还有排气作用，利于叶片成型。该镶拼结构为动模芯10成型位置按照两叶片中间位置进行镶拼，动模镶块2的背侧和模芯背侧进行数字标记，以达到防错目的，若镶拼结构较少时可进行挂台形状防错。动模镶块2尾部采用上下两组镶块固定条34防止动模镶块2退位，两动模镶块2中间位置设置扁顶针作为动模顶针6。

如图7所示动定模采用独特的温控系统5，高齿散热器因叶片薄且高和密，模温系统的设计尤其重要，本压铸模定模侧采用第一线式结构35和点式结构37混合的结构，采用3组“一进二出，一横七点”的模温加热和冷却混合的温控系统5，即一个进口联通两组线式出口，每一组线式又均匀分布7根点式的方式。另在浇口位置设置一进一出的线式冷却回路38，浇口套位置采用一进一出的环形冷却回路39；动模侧为叶片，故在浇口上方4/5的位置分别均匀设置4组油温加热通道36，保证叶片远端的模具温度，保证叶片更好的成型。

如图8所示，本实施例中抽真空采用两组液压式机械真空阀，该液压真空阀核心部件由圆柱形阀体43，抽真空管42，上真空过滤器40，下上真空过滤器41，真空阀杆47，导套44，固定板45，垫板46组成。真空阀杆47头部采用特殊的3段式配合结构与阀体43配合进行封水，阀杆47尾部与液压油缸49采用抱窟420连接，油缸49带动阀杆47进行阀的开和闭。当压铸抽真空时型腔内的气体从阀体43配合面和阀杆47的间隙被吸出，铝液到达阀体43前油缸后退带动阀杆47后移，进行关闭。其开和闭的信号由行程开关411和行程触碰块412共同作用产生给到压铸设备。其行程开关411安装在中间板410上面，其上方通过上固定板407进行固定，左右采用导向条408固定；两组液压阀并列安装在定模尾部，实现对模具的抽真空排气。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：包括模具本体、浇铸系统、排气集渣结构、温控系统；

模具本体包括相对布置的动模和定模，其中所述动模包括动模底板（1）、动模芯（10）、动模镶块（2）、动模框（11）、上滑块（13）、下滑块（20）；所述定模包括定模底板（14）、定模框（15）、定模芯（16）；其中动模芯（10）、动模镶块（2）、上滑块（13）、下滑块（20）、定模芯（16）组成散热器的型腔结构，散热器的散热齿位于动模一侧，散热器的内腔位于定模一侧，其中所述上滑块（13）的分型面位于散热齿中部，所述下滑块（20）的分型线位于产品大面上与内腔直侧壁相交的位置，

浇铸系统包括依次相连的料饼（22）、浇道（23）、铸件、渣包（24）、真空道（12），其中料饼（22）、浇道（23）均分布定模一侧，所述浇道（23）包括直浇道、四股分支横浇道、内浇口，其中四股分支横浇道与所述内浇口呈90°过渡，形成鹰嘴式浇口设计，所述内浇口为整体式内浇口，

排气集渣结构包括在所述镶块外沿封水面台阶位置沿叶片纵向开设有溢流口，并在所述动模芯（10）上开设渣包（24），且通过设置在动模芯（10）上的通道将每个散热齿外侧对应的渣包（24）串联，散热齿两端的渣包（24）分别汇入分型面上的真空道（12），

温控系统包括定模温控系统和动模温控系统，其中定模侧采用线式和点式混合温控结构，定模侧包括三组温控回路，其中每组温控回路包括一个进口连通两个第一线式结构（35），每个第一线式结构（35）对应一个出口，且每个第一线式结构（35）上均匀分布有7根点式结构（37），在对应所述浇道（23）的位置设置有一进一出的线式冷却回路（38），浇口套位置设置有一进一出的环式冷却回路（39）；动模侧包括四组线式油温加热通道（36），该四组线式油温加热通道（36）对应动模上对应散热齿4/5高度位置。

2.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述模具本体还包括分别连接在动模和定模上的锁模钉（9），所述锁模钉（9）为圆柱型结构，所述锁模钉（9）中部具有上下相对的两个径向通槽，所述锁模钉（9）通过螺栓连接到定模或动模上，所述锁模钉（9）还通过所述径向通槽连接在压铸机上。

3.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述动模后方设置有动模顶针（6）、动模顶针固定板（8）、动模顶针顶板（7），所述动模顶针顶板（7）后部连接有中心顶出座（3），所述中心顶出座（3）后端连接有中心拉回座（4）。

4.根据权利要求3所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于： 所述动模镶块（2）数量为多个，多个所述动模镶块（2）拼接设置在所述动模芯（10）的成型位置，两个相邻的动模镶块（2）组成一个散热齿的型腔，所述动模镶块（2）的后部通过至少两组镶块固定条（34）固定在所述动模芯（10）上，所述动模顶针（6）设置于两个相邻动模镶块（2）之间，且所述动模顶针（6）为扁顶针。

5.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述定模后方设置有定模反顶结构（17），所述定模反顶结构（17）包括定模弹簧盖板（29），重载荷碟簧（31），弹簧柱（30），定模顶板（27），定模顶针固定板（26），导柱（32），复位杆（33），定模顶针，其中定模弹簧盖板（29）镶嵌在所述定模底板（14）上，所述重载荷碟簧（31）套设在所述弹簧柱（30）上，且限位于所述定模顶板（27）和定模弹簧盖板（29）之间，所述弹簧柱（30）前端采用螺纹固定在定模顶针固定板（26）上，所述定模顶板（27）设置于所述定模弹簧盖板（29）和定模顶针固定板（26）之间，所述定模顶板（27）上设置有弹簧柱（30）避让孔，所述定模顶板（27）和定模顶针固定板（26）通过所述导柱（32）连接，所述定模顶针后部固定在所述定模顶板（27）上，所述定模顶针前端穿过所述定模顶针固定板（26）后伸入所述定模芯（16）中，所述复位杆（33）一端固定在所述定模芯（16）上，所述复位杆（33）另一端可穿过所述导柱（32），顶压在所述定模顶板（27）上。

6.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述动模还包括设置在动模框（11）下部的动模支脚（21）。

7.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述定模上还包括设置在定模框（15）下部的定模支脚（19）。

8.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述定模一侧设置有熔杯（18）。

9.根据权利要求1所述的一种高齿散热器的压铸模具，其特征在于：所述内浇口的截面面积：四股分支横浇道的截面面积：直浇道的截面面积等于1:2.5:3.6。

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