CN114571013A - 一种太阳能发电元器件制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及本发明涉及太阳能器件制造领域，公开了一种太阳能发电元器件制造装置，包括机架和升降机构，升降机构下端装有电极夹头，电极夹头用于装夹工具阳极，工具电极水平布置，机架上装有水槽，水槽布置在升降机构的下方，水槽水平布置，水槽底部安装有夹具，夹具用于装夹待加工的模具，模具中部具有型腔，工具电极对应模具的下表面具有翅片，翅片具有两列，工具电极在两列翅片之间的位置上开设有排液孔，排液孔和工作液循环系统连接，排液孔用于在电蚀加工时不断排出工作液，将电蚀产物排出铸造槽，本发明提出的制造装置，能够实现对模具的铸造槽进行电蚀成型加工，能够在加工过程中将电蚀产物排出，保证电蚀加工的稳定进行，加工稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能器件制造领域，更具体地说，它涉及一种太阳能发电元器件制造装置。
背景技术
太阳能发电设备中，散热器是其中必不可少的元器件，随着现在设备的不断开发，对散热提出了较高的要求，在风冷散热中，为了提升散热效率，比较常用的手段就是提升散热面积，为了提升散热面积，会在散热器外壳上增加散热片数量和面积，即增加散热片的数量，缩小相邻散热片之间的间距，并将散热片制成曲面型或者S型等异型散热片，较之传统的平面散热片，提升了散热面积。对具有高数量异型散热片的散热器外壳(参考图1)进行加工时，一般采用两种加工工艺，其一为：采用散热器外壳和散热片独立成型加工，然后再将二者组装起来，这种方式最大的问题就是组装困难，同时由于散热片和散热器外壳不是一体结构，热传递效率不佳，会导致散热效果也不是很好。
其二就是采用散热器外壳和散热片一体化铸造成型，但是这种加工方式，对铸造模具要求比较高，这类模具(参考图2)一般为高硬度金属工件或合金工件，由于其内的用于铸造散热片的铸造槽数量较多，深度大，厚度小，传统机械加工难以将这些铸造槽加工成型，传统的加工方法不能满足加工要求。
发明内容
本发明提供一种太阳能发电元器件制造工艺，包括如下步骤：
S1：首先采用机械加工，在待加工的模具上加工出型腔；
S2：制备工具电极，工具电极结构和散热器外壳结构一致，采用工具电极对待加工的模具进行电蚀加工，在型腔两侧加工出用于成型散热片的铸造槽；
S3：对型腔内壁及铸造槽内壁进行表面处理，改善型腔内壁及铸造槽内壁的清洁度和粗糙度，即可完成模具的加工。
优选的：在S1中，采用铣床对待加工的模具进行加工，将型腔加工出来。
优选的：在S2中，工具电极由底座、连接板和翅片组成，底座、连接板和翅片分别独立加工成型，最后装配在一起。
优选的：工具电极由铜、石墨、铜钨合金一种或两种制备而成。
优选的：在S2中，在电蚀加工的过程中，采用工作液不断排入电蚀位置的方式，将电蚀产物从电蚀位置排出。
制备工具电极，包括如下步骤：
S21：制备连接板：
1)：首先将选用的导电材料加工成预设尺寸的板件，然后将板件的两侧板面磨平，将板件两侧板面分别记为A板面和B板面，首先在A板面上依次铣出用于安装翅片的安装槽，安装槽有两列，两列安装槽沿着A板面的宽度方向间隔分布，且两列安装槽沿着A板面长度方向中轴线对称分布，每列安装槽均沿着A板面的长度方向排布，每列安装槽中相邻安装槽之间的间距一致；
2)：将A板面上的安装槽加工完毕之后，然后在A板面上钻出排液孔，排液孔贯穿板件，排液孔分布在两列安装槽之间，排液孔沿着A板面的长度方向等距间隔分布，排液孔为圆孔，排液孔在A板面上的投影的圆心位于A板面长度方向的中轴线上，然后在B板面铣出上导槽，上导槽连通各排液孔位于B板面上的孔口；
3)：在A板面上钻出用于和底座装配的连接孔，连接孔贯穿板件；
S22：加工导流块，采用铣床加工，将导流块加工成型；
S23：将导流块固定装配在排液孔位于A板面的孔口中，导流块具有两个导流面，两导流面用于将工作液分别向两侧翅片方向引导；
S24：加工底座，底座为T型块状结构，底座上部设置有向两侧延伸的延伸板部，采用铣床将延伸板部加工成型，延伸板部用于装夹在电火花机床上的电极夹头上，采用铣床在底座下表面铣出下导槽，在底座上加工出导流孔，并在底座和连接孔对应位置开设出螺纹孔；
S25：将底座和连接板装配在一起，采用螺栓穿过连接孔并装配在螺纹孔内，将底座和连接板固定在一起，下导槽和上导槽组合成封闭的导槽，导流孔和导槽连通，导流孔上端装有接头，接头用于和电极夹头上的管接头连通；
S26：加工翅片，翅片针对不同的材料采用不同的加工方法，选择石墨加工翅片时，可以采用立铣的方式将翅片铣加工出来，采用铜或铜钨合金加工翅片时，可以采用先制备铜片或铜钨合金片，然后冲压成型即可；
S27：将翅片装配到安装槽内，二者过盈配合。
优选的：在S3中，采用高速砂流对型腔内壁及铸造槽内壁进行喷砂处理。
优选的：在喷砂处理之前，首先将模具的型腔内壁及铸造槽正对高速砂流的喷砂口，在喷砂处理时，往复摆动模具，能够改变铸造槽槽壁面和喷砂方向的夹角，使得铸造槽两侧的槽壁都能够得到的喷砂处理。
一种太阳能发电元器件制造装置，包括机架和升降机构，升降机构下端装有电极夹头，电极夹头用于装夹工具阳极，工具电极水平布置，机架上装有水槽，水槽布置在升降机构的下方，水槽水平布置，水槽底部安装有夹具，夹具用于装夹待加工的模具，模具位置和工具阳极位置对应，模具中部具有型腔，模具在水槽中呈型腔开口朝上且水平布置的状态，工具电极长度方向和模具长度方向一致，工具电极对应模具的下表面具有翅片，翅片具有两列，同列翅片中各翅片之间间距一致，两列翅片位置和型腔两侧侧壁位置相对应，翅片用于电蚀模具中型腔两侧的位置将铸造槽电蚀成型，工具电极在两列翅片之间的位置上开设有排液孔，排液孔和工作液循环系统连接，排液孔用于在电蚀加工时不断排出工作液，将电蚀产物排出铸造槽。
优选的：排液孔沿着工具电极长度方向等距间隔分布。
优选的：排液孔内装有导流块，导流块为三角块状结构，导流块装配在排液孔出水口中，导流块具有两个导流面，两导流面用于将工作液向分别向两侧翅片的方向引导。
优选的：工具电极由上下布置的底座、连接板和翅片组成，排液孔开设在连接板上，连接板和底座的连接面上开设有上导槽，上导槽和排液孔连通，底座和连接板连接面上开设有下导槽，下导槽和上导槽组合成封闭的导槽，底座上开设有导流孔，导流孔下端和下导槽连通，导流孔和电极夹头上的管接头连通，管接头连接工作液循环系统。
采用加工装置对待加工的模具进行电蚀加工包括如下步骤：
步骤一：将工具电极安装在电极夹头上；
步骤二：将待加工的模具并装夹在夹具中，夹具夹紧模具，模具位置和工具电极位置对应；
步骤三：工作液循环系统向水槽内填充工作液，工作液浸没模具，然后升降机构驱使工具电极下降，工具电极进入到工作液中，工具电极放电电蚀待加工模具的型腔侧壁；
步骤四：升降机构驱使工具电极逐步下降，逐渐电蚀出铸造槽，工具电极下降到最低位时，铸造槽电蚀加工完成，工具电极断电，升降机构驱使工具电极上升，取下模具即可。
本发明的技术效果和优点：本发明提出制造工艺能够实现在硬质金属或合金模具上先机械加工出成型腔，再电蚀加工出铸造槽，最后在对型腔和铸造槽进行喷砂处理，喷砂效果好，能够实现铸造槽内壁各处都能得到全面有效的喷砂处理，工艺简明，步骤明确，本发明提出的制造装置，能够实现对模具的铸造槽进行电蚀成型加工，能够在加工过程中将电蚀产物排出，保证电蚀加工的稳定进行，加工稳定可靠。
附图说明
图1为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造工艺中对应的散热器外壳的结构示意图。
图2为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造工艺中对应的模具的结构示意图。
图3为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造装置的结构示意图。
图4为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造装置中电极夹头和工具电极的结构示意图。
图5为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造装置中工具电极的仰视结构示意图。
图6为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造装置中工具电极的结构示意图。
图7为本发明提出的一种太阳能发电元器件制造装置中导流块的结构示意图。
附图标记说明：1、散热器外壳；11、散热片；2、模具；21、型腔；22、铸造槽；100、机架；110、升降机构；120、水槽；130、夹具；140、电极夹头；141、管接头；150、工作液循环系统；200、工具电极；210、翅片；220、连接板；221、排液孔；222、上导槽；223、连接孔；224、安装槽；230、底座；231、导流孔；232、下导槽；233、螺纹孔；240、导流块；241、导流面。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
实施例1
在本实施例中提出了一种太阳能发电元器件制造工艺，包括如下步骤：
S1：首先采用机械加工，将待加工的模具2上布置在铣床上，采用铣床加工，将型腔21铣加工出来，模具2结构参考图2；
S2：制备工具电极200，工具电极200由铜、石墨、铜钨合金一种或两种制备而成，工具电极200结构和散热器外壳1结构一致，采用工具电极200对待加工的模具2进行电蚀加工，在型腔21两侧加工出用于成型散热片11的铸造槽22，散热器外壳1结构参考图1；
S3：采用高速砂流对型腔21内壁及铸造槽22内壁进行喷砂处理，改善型腔21内壁及铸造槽22内壁的清洁度和粗糙度，即可完成模具2的加工。
在S2中，参考图4～图6，工具电极200由底座230、连接板220和翅片210组成，底座230、连接板220和翅片210分别独立加工成型，最后装配在一起。
实施例2
参考图3，在本实施例中提出了一种太阳能发电元器件制造装置，包括机架100和升降机构110，升降机构110下端装有电极夹头140，电极夹头140用于装夹工具阳极200，工具电极200水平布置，机架100上装有水槽120，水槽120布置在升降机构110的下方，水槽120水平布置，水槽120底部安装有夹具130，夹具130用于装夹待加工的模具2，模具2位置和工具阳极200位置对应，模具2中部具有型腔21，模具2在水槽120中呈型腔21开口朝上且水平布置的状态，工具电极200长度方向和模具2长度方向一致，工具电极200对应模具2的下表面具有翅片210，翅片210具有两列，同列翅片210中各翅片210之间的间距一致，两列翅片210位置和型腔21两侧侧壁位置相对应，翅片210用于电蚀模具2中型腔21两侧的位置将铸造槽22电蚀成型，工具电极200在两列翅片210之间的位置上开设有排液孔221，排液孔221和工作液循环系统150连接，排液孔221用于在电蚀加工时不断排出工作液，将电蚀产物排出铸造槽22。
参考图5和图6，排液孔221沿着工具电极200长度方向等距间隔分布。
参考图5和图7，排液孔221内装有导流块240，导流块240为三角块状结构，导流块240装配在A板面的排液孔221中，导流块240具有两个导流面241，两导流面241用于将工作液分别向两侧翅片210的方向引导。
参考图5和图6，工具电极200由上下布置的底座230、连接板220和翅片210组成，排液孔221开设在连接板220上，连接板220和底座230的连接面上开设有上导槽222，上导槽222和排液孔221连通，底座230和连接板220的连接面上开设有下导槽232，下导槽232和上导槽222组合成封闭的导槽，底座230上开设有导流孔231，导流孔231下端和下导槽232连通，导流孔231和电极夹头140上的管接头141连通，管接头141连接工作液循环系统150。
采用加工装置对待加工模具2进行电蚀加工包括如下步骤：
步骤一：将工具电极200安装在电极夹头140上；
步骤二：将待加工的模具2并装夹在夹具130中，夹具130夹紧模具2，模具2位置和工具电极200位置对应；
步骤三：工作液循环系统150向水槽120内填充工作液，工作液浸没模具2，然后升降机构110驱使工具电极200下降，工具电极200进入到工作液中，工具电极200放电电蚀待加工模具2的型腔21侧壁；
步骤四：升降机构110驱使工具电极200逐步下降，逐渐电蚀出铸造槽22，工具电极200下降到最低位时，铸造槽22电蚀加工完成，工具电极200断电，升降机构110驱使工具电极200上升，取下模具2即可。
在步骤三中，在电蚀加工时，排液孔221不断排出工作液，导流块240将工作液向两侧引导，工作液被排入到正在电蚀的铸造槽22中，并将电蚀产物从铸造槽22内排出。
实施例3
参考图4～图7，在本实施例中提出了一种制备工具电极的工艺，包括如下步骤：
S21：制备连接板220：
1)：首先将选用的导电材料加工成预设尺寸的板件，然后将板件的两侧板面磨平，将板件两侧板面分别记为A板面和B板面，首先在A板面上依次铣出用于安装翅片210的安装槽224，安装槽224有两列，两列安装槽224沿着A板面的宽度方向间隔分布，且两列安装槽224沿着A板面长度方向中轴线对称分布，每列安装槽224均沿着A板面的长度方向排布，每列安装槽224中相邻安装槽224之间的间距一致；
2)：将A板面上的安装槽224加工完毕之后，然后在A板面上钻出排液孔221，排液孔221贯穿板件，排液孔221分布在两列安装槽224之间，排液孔221沿着A板面的长度方向等距间隔分布，排液孔221为圆孔，排液孔221在A板面上的投影的圆心位于A板面长度方向的中轴线上，然后在B板面铣出上导槽222，上导槽222连通各排液孔221位于B板面上的孔口；
3)：在A板面上钻出用于和底座230装配的连接孔223，连接孔223贯穿板件；
S22：加工导流块240，采用铣床加工，将导流块240加工成型；
S23：将导流块240固定装配在排液孔221位于A板面的孔口中，导流块240具有两个导流面241，两导流面241用于将工作液分别向两侧翅片210的方向引导；
S24：加工底座230，底座230为T型块状结构，底座230上部设置有向两侧延伸的延伸板部，采用铣床将延伸板部加工成型，延伸板部用于装夹在电火花机床上的电极夹头140上，采用铣床在底座230下表面铣出下导槽232，在底座230上加工出导流孔231，并在底座230和连接孔223对应位置开设出螺纹孔233；
S25：将底座230和连接板220装配在一起，采用螺栓穿过连接孔223并装配在螺纹孔233内，将底座230和连接板220固定在一起，下导槽232和上导槽222组合成封闭的导槽，导流孔231和导槽连通，导流孔231上端装有接头，接头用于和电极夹头140上的管接头141连通；
S26：加工翅片210，翅片210针对不同的材料采用不同的加工方法，选择石墨加工翅片210时，可以采用立铣的方式将翅片210铣加工出来，采用铜或铜钨合金加工翅片210时，可以采用先制备铜片或铜钨合金片，然后冲压成型即可；
S27：将翅片210装配到安装槽224内，二者过盈配合。
实施例4
本实施例对实施例1中的S3进行详细说明，在S3中：在喷砂处理之前，首先将模具2的型腔21内壁及铸造槽22正对高速砂流的喷砂口，在喷砂处理时，往复摆动模具2，能够改变铸造槽22槽壁面和喷砂方向的夹角，使得铸造槽22两侧的槽壁都能够得到的喷砂处理；
采用喷砂设备对模具2进行喷砂处理，喷砂设备具有加工箱体，加工箱体正面为密封门，加工箱体内部左右相对侧面装有喷砂口，每侧喷砂口设置有多个，同侧喷砂口之间的间距一致，两侧的喷砂口两两对应，两对应的喷砂口高度一致且相对设置，喷砂口水平喷射出高速砂流；
将各模具2装夹在挂具机构上，挂具机构具有一个立轴，立轴上设置有多个挂架，各挂架之间的间距和同侧喷砂口之间的间距一致，每个挂架上具有n个装夹组件，n个装夹组件围绕立轴呈圆周阵列分布，n为偶数，装夹组件通过铰接轴铰接在立轴上，铰接轴水平布置，铰接轴和立轴呈垂直状分布，模具2装夹在装夹组件上；
挂具机构上装满模具2之后，将挂具机构安装在加工箱体内，立轴下端装配在间歇转动机构上，立轴上端装配在调节机构上，各挂架和各高度的喷砂口相对应，挂架上左右相对的模具2正对左右两侧喷砂口；
喷砂开始，调节机构同步各装夹组件围绕铰接轴上下往复摆动，实现对型腔21内壁和铸造槽22内壁的全面喷砂处理；
挂架上左右相对的模具2喷砂完成之后，调节机构停止，间歇转动机构驱使立轴转动一个角度，将下一对左右相对的模具2转动到正面朝向两左右喷砂口的位置，开始喷砂，同理调节机构调节装载组件围绕铰接轴上下往复摆动；
同理将各模具2喷砂完成之后，取出挂具机构，取下模具即可，能够实现一次大批量喷砂处理的目的，喷砂效果好，能够使得各铸造槽22内壁各处都能得到全面有效的喷砂处理。
上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。
Claims (10)
1.一种太阳能发电元器件制造装置，其特征在于，包括机架(100)和升降机构(110)，升降机构(110)下端装有电极夹头(140)，电极夹头(140)用于装夹工具阳极(200)，工具电极(200)水平布置，机架(100)上装有水槽(120)，水槽(120)布置在升降机构(110)的下方，水槽(120)水平布置，水槽(120)底部安装有夹具(130)，夹具(130)用于装夹待加工的模具(2)，模具(2)位置和工具阳极(200)位置对应，模具(2)中部具有型腔(21)，模具(2)在水槽(120)中呈型腔(21)开口朝上且水平布置的状态，工具电极(200)长度方向和模具(2)长度方向一致，工具电极(200)对应模具(2)的下表面具有翅片(210)，翅片(210)具有两列，同列翅片(210)中各翅片(210)之间的间距一致，两列翅片(210)位置和型腔(21)两侧侧壁位置相对应，翅片(210)用于电蚀模具(2)中型腔(21)两侧的位置将铸造槽(22)电蚀成型，工具电极(200)在两列翅片(210)之间的位置上开设有排液孔(221)，排液孔(221)和工作液循环系统(150)连接，排液孔(221)用于在电蚀加工时不断排出工作液，将电蚀产物排出铸造槽(22)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电元器件制造装置，其特征在于，排液孔(221)沿着工具电极(200)长度方向等距间隔分布。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能发电元器件制造装置，其特征在于，排液孔(221)内装有导流块(240)，导流块(240)为三角块状结构，导流块(240)装配在排液孔(221)出水口中，导流块(240)具有两个导流面(241)，两导流面(241)用于将工作液分别向两侧翅片(210)的方向引导。
4.一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：首先采用机械加工，在待加工的模具(2)上加工出型腔(21)；
S2：制备工具电极(200)，工具电极(200)结构和散热器外壳(1)结构一致，采用工具电极(200)对待加工的模具(2)进行电蚀加工，在型腔(21)两侧加工出用于成型散热片(11)的铸造槽(22)；
S3：对型腔(21)内壁及铸造槽(22)内壁进行表面处理，改善型腔(21)内壁及铸造槽(22)内壁的清洁度和粗糙度，即可完成模具(2)的加工。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，在S1中，采用铣床对待加工的模具(2)进行加工，将型腔(21)加工出来。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，在S2中，工具电极(200)由底座(230)、连接板(220)和翅片(210)组成，底座(230)、连接板(220)和翅片(210)分别独立加工成型，最后装配在一起。
7.根据权利要求4所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，工具电极(200)由铜、石墨、铜钨合金一种或两种制备而成。
8.根据权利要求4所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，在S2中，在电蚀加工的过程中，采用工作液不断排入电蚀位置的方式，将电蚀产物从电蚀位置排出。
9.根据权利要求4所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，在S3中，采用高速砂流对型腔(21)内壁及铸造槽(22)内壁进行喷砂处理。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能发电元器件制造工艺，其特征在于，在喷砂处理之前，首先将模具(2)的型腔(21)内壁及铸造槽(22)正对高速砂流的喷砂口，在喷砂处理时，往复摆动模具(2)，能够改变铸造槽(22)槽壁面和喷砂方向的夹角，使得铸造槽(22)两侧的槽壁都能够得到的喷砂处理。
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