CN115945577B - 一种散热板钻孔工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲孔设备技术领域，具体涉及一种散热板钻孔工装，包括架体、冲压模具和塑形模具，所述冲压模具安装在架体上，包括上下排布的上模和下模，所述上模朝向下模的一端安装有冲头，并可朝下模方向导向移动，所述塑形模具包括设在上模和下模之间的支架，所述支架上设有两片以冲头为中心对称分布的弧片。本发明通过设置可随冲头一起进入到冲孔内的弧片来抵住开孔的孔壁，并在完全进入到冲孔内后往相反的方向移动，抵消掉一部分因冲孔所带来的材料变形趋势，同时自身与开孔内壁贴合度较高，形成一定的限位，同时在压板的辅助下，会压住开孔的两侧，并让动模朝上移动，对冲好孔后的工件进行一定程度的折弯，减少弯曲量。

Description

一种散热板钻孔工装

技术领域

本发明涉及冲孔设备技术领域，具体涉及一种散热板钻孔工装。

背景技术

在一些金属板的深加工工序中，需要将板体内的材料以封闭的轮廓和板体分离开来，往往会利用到冲孔机来得到带孔制件。

对于现有技术中一些散热板的使用过程中，散热板的接触面需要和电子元件（CPU等一些发热元件）的端面进行接触，以达到最佳的换热效果，通常这种散热板是需要在端面上开设固定孔来实现其固定，但在冲压时难免会让板体的端面发生变形，最终让散热板的端面与发热元件的端面贴合度不高，究其原因，是因为对板体进行冲孔时，板体难免会出现不稳定的塑形流动过程，导致整块板体会有所变形。

因此，提出一种散热板钻孔工装来解决上述提出的问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种散热板钻孔工装，能够有效地解决现有技术中对板体进行冲孔时板体容易变形的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种散热板钻孔工装，包括架体、冲压模具和塑形模具，所述冲压模具安装在架体上，包括上下排布的上模和下模，所述上模朝向下模的一端安装有冲头，并可朝下模方向导向移动，所述塑形模具包括设在上模和下模之间的支架，所述支架上设有两片以冲头为中心对称分布的弧片，两片弧片设在冲头的上方并可在冲头压进工件内时抵在冲孔的内壁上。

其中，所述支架上设有两块可上下导向活动的压板，两块压板平行设在工件的上方，并以冲头为中心呈对称分布，所述下模包括定模和嵌进定模内的动模，所述动模朝向工件的一端开设有供冲头压入的定位孔，并可当冲头进入到定位孔内时，动模朝向工件方向移动并抵在工件的一端，与两块压板相配合将工件进行折弯。

进一步地，所述支架包括有滑块，所述滑块设有两个，两个滑块以冲头为中心对称分布并可同时朝向冲头轴心方向导向活动，两片弧片分别垂直设在两个滑块的底部，其中，每个所述滑块的底部并位于弧片的一侧还分别设置有一块贴板，所述贴板与工件平行分布同时与弧片垂直设置。

进一步地，所述上模包括有伸缩杆，所述伸缩杆设在工件的上方并可朝向工件方向导向升降，所述冲头设在伸缩杆朝向工件的一端，其中，所述伸缩杆上设有两片斜面朝下的楔片，两片楔片对称分布在冲头的上方，所述滑块朝向伸缩杆的一侧端面为斜面，且位于楔片移动路径的正下方。

进一步地，所述支架包括有伸缩块，所述伸缩块弹性伸缩在支架的上端部，其与支架之间设有弹簧，其中，所述压板与伸缩块可拆卸连接。

进一步地，所述伸缩块的上端部开设有螺丝孔，所述压板套在伸缩块上并可通过螺丝与螺丝孔紧固连接；

其中，两块所述压板之间的距离可调。

进一步地，所述螺丝孔沿伸缩块一侧方向设有多个并等距排布。

进一步地，每个所述滑块的斜面上远离楔片的一侧端均朝上弯折成一限位槽，供楔片嵌入在限位槽内。

进一步地，所述架体与支架之间设有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的一端与支架的下端部相抵触，每个所述滑块远离冲头的一端与支架之间均设有一个第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的弹力小于第一复位弹簧。

进一步地，所述冲头朝向工件的一侧端面呈锐齿状。

进一步地，所述弧片由与支架相连的钢骨架以及套在钢骨架外侧的硬质橡胶层构成。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过设置可随冲头一起进入到冲孔内的弧片来抵住开孔的孔壁，并在完全进入到冲孔内后往相反的方向移动，抵消掉一部分因冲孔所带来的材料变形趋势，同时自身与开孔内壁贴合度较高，形成一定的限位，同时在压板的辅助下，会压住开孔的两侧，并让动模朝上移动，对冲好孔后的工件进行一定程度的折弯，减少弯曲量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中主体结构示意图；

图2为本发明实施例中主体结构侧视示意图；

图3为本发明实施例中图2中A处结构放大示意图；

图4为本发明实施例中图2中B处结构放大示意图；

图5为本发明实施例中冲头冲入工件内前结构示意图；

图6为本发明实施例中冲头冲入工件内后结构示意图；

图7为本发明实施例中冲孔流程示意图；

图8为本发明实施例中的冲孔步骤示意图；

图9为本发明实施例中结构局部剖面示意图；

图10为本发明实施例中楔块运动状态示意图；

图11为本发明实施例中压板结构示意图；

图12为本发明中板体冲孔时受力示意图；

图13为本发明实施例中弧片和贴板施力方向示意图；

图14为本发明实施例中塑形模具施力方向示意图；

图15为本发明实施例中散热板成品示意图。

图中的标号分别代表：1、架体；11、滑杆组；111、第一复位弹簧；2、冲压模具；21、上模；211、冲头；212、伸缩杆；213、楔片；214、压条；22、下模；221、定模；222、动模；223、定位孔；3、塑形模具；31、支架；311、滑块；312、贴板；313、螺丝孔；314、限位槽；315、第二复位弹簧；316、滑杆；317、伸缩块；318、弹簧；32、弧片；33、压板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

对于CPU、大功率电器等多种内部元件易发热的电子器件中，对于发热元件往往会用到散热板进行散热，我司自研出了一种一体式铝板散热板，在使用时会将该散热板贴在发热元件的表面，散热板的底部为现有技术中的均热板，在均热板的上端部依次设置冷媒管道以及散热鳍片，由于采用一体式设计，并且整块散热板采用铝材质，同时贴合在发热元件的端面面积会大于发热元件，在均热板的作用下，会将接触部位的高密度热转变到低密度热，在冷媒管道以及鳍片的作用下，将分散均匀的低密度热进行排走（均热板的散热手段为公知技术，本文并无过多赘述）。

而在现有技术中，针对于一些大功率发热元件，会在元件的周边利用支架来固定散热板及散热风扇，利用散热鳍片及一些导热铜管在散热风扇的辅助配合下，实现换热和散热，但较之我司自主设计的散热板而言，整体散热结构较多，整个散热装置较厚，同时热阻较大，导致换热散热效率低。

由于散热板需要贴合在发热元件上，往往在发热元件的周边设置几个插杆，将散热板套在插杆上后，散热板的接触面会贴合在发热元件上，但在散热板而言，与发热元件接触面的平整度至关重要，但在长久的实验过程中，针对于贴合发热面的散热板在开孔后或多或少会出现变形现象，究其原因，主要分为以下几点，首先在对于整块散热板的冲孔时，板面会经过弹性变形、塑形变形以及断裂分离阶段，而散热板不仅需要开固定孔，同时也需要开用于固定散热鳍片的孔，当开孔数量较多时，会导致整个板面会有所变形（通常是朝向冲头的方向弯曲1-5°），其次对于这种板面变形通常会放到校直机内进行校直，但完成冲孔后再放入到校直机内的时间过程中，板的材料会已经开始塑形，再次进入到校直机后，较高的压力校直会导致均热板内部的毛细孔增大，影响均热效果。

为此，结合附图1-15，本发明提供了一种散热板钻孔工装，首先应对于对散热板的开孔，冲孔实质上是一种让材料不稳定的塑形变形过程，在对于散热板的冲孔时，冲头211已经进入到散热板厚度的1/4到1/2之间的区间内，通过设在上模21和下模22之间的弧片32会插在已经开好的孔内内壁处，并随着冲头211的持续下压，逐渐增加对孔内内壁的抵触力度，同时在冲头211下压时，弧片32侧面垂直设置的贴板312会平行的贴合在板体上端面上，综合弧片32和贴板312能够给板体开孔周边施加一个向下的压力以及对孔内内壁的抵触力，通过弧片32抵消掉因冲孔时导致材料之间撕扯、形变产生的力，减少因冲孔所带来的的塑形变形（在实务中，上端孔口处朝下的形变趋势减缓，形变量变低，同时由于在孔内施加一定的固定力，从而在下端断裂时对整块板朝向下模22方向的压力变少，让散热板的下端因抵触下模22产生的印痕变浅），而贴板312用于对板体端面进行限位，避免在弧片32提供推力的时候，板体朝上鼓起，维持孔的形状。

综上所述，减小散热板的变形量，让散热板弯曲度变低，同时减小散热板底端部的印痕，节省后续重复冲压、精密冲压及一些抛光工序所产生的工时，提高企业生产效率。

具体的，本方案主要包括架体1、冲压模具2和塑形模具3这三个部分，架体1上设置了上下导向活动的上模21，本例中的上模21通过丝杆在架体1上升降活动，（在实际使用过程中，还可使用气缸、推杆等结构作以替代，本例中并无限定），而用于对工件冲压的冲头211则安装在上模21朝向工件的一端，本例中的冲头211优选采用朝向工件的一侧端面为锐齿状，与板面刚接触的部位较少，在冲切时会首先在板的端面上开数个孔，不会对板材端面造成瞬时冲击，加剧板面的凹陷。

冲头211通过一根伸缩杆212与上模21活动部分相连接，在上模21移动时，冲头211会朝向工件方向移动，冲压模具2安装在架体1上，包括上下排布的上模21和下模22，上模21朝向下模22的一端安装有冲头211，并可朝下模22方向导向移动，塑形模具3包括设在上模21和下模22之间的支架31，支架31上设有两片以冲头211为中心对称分布的弧片32，两片弧片32设在冲头211的上方并可在冲头211压进工件内时抵在冲孔的内壁上。

在冲孔时，整块板面会有三次形变趋势，首先应对于刚开孔3-5cm时，此时的两片弧片32会刚好插在所钻的孔内壁处，当冲头211持续冲入时，冲头211的下端部会对冲孔内壁边缘的板材料有一种“撕扯”的效果，撕扯时，会让冲孔上端边缘处的材料往孔内方向延展，造成变形，而此时的两片弧片32在冲孔内壁受到“牵引力”逐渐增加的时候对冲孔内壁进行限位，限制材料的形变；

其次，冲孔持续冲入，距离板的另一侧端面1-2cm时，两片弧片32完全抵在孔的内壁处，同时每片弧片32侧面设置的贴板312也会抵在整块工件板的上端面上并随着冲头211的移动挤压工件板，本例中的贴板312采用橡胶材质，与工件平行分布同时与弧片32垂直设置，在冲头211持续冲入后，贴板312会抵触在冲孔附近区域的端面上进行抵紧，而在贴板312因挤压达到最大弹性系数之前，此时的两片弧片32会开始朝向孔内壁方向同时施加挤压力。

具体的，位于支架31的下端部并位于冲孔的两侧分别设有两根滑杆316，而两个滑块311分别套在两侧的滑杆316组上导向滑动，而每根滑杆316上均套有一个第二复位弹簧315，第二复位弹簧315的一端抵触在滑块311远离冲孔的一端，两个滑块311以冲头211为中心对称分布并可同时朝向冲头211轴心方向导向活动，两片弧片32分别垂直设在两个滑块311的底部（本例中的弧片32朝向冲孔内壁的一端为与冲孔内壁相贴合的弧形块体状，并且在实务中，支架31上设有多种尺寸不同的滑块311和弧片32装配结构，来适应不同大小的冲孔（本方案为方便理解，采用简化设计，并无过多赘述）。

而上模21上设置的伸缩杆212可朝向工件方向导向升降，冲头211设在伸缩杆212朝向工件的一端，伸缩杆212上设有两片斜面朝下的楔片213，两片楔片213对称分布在冲头211的上方，滑块311朝向伸缩杆212的一侧端面为斜面，且位于楔片213移动路径的正下方，结合上述，即在即将完成整个冲切工序之前，两片楔片213会与滑块311的斜面开设配合，两个滑块311会开始背向移动，与冲孔之间的距离逐渐增加，与此同时，由于弧片32由与支架31相连的钢骨架以及套在钢骨架外侧的硬质橡胶层构成，从而当楔片213在到达最大滑动位置之前，弧片32与开孔内壁之间的抵触力度越来越大，不断的对孔内壁施加推力，综合贴板312，抵消一部分因冲孔时让孔内壁受到的向下以及让孔内壁材料往孔中部方向的力，同时两片弧片32的之间的位置始终保持对称，从而有一种限位的效果，有效的减小因冲切时材料受到变形所带来的的板体形变量。

最后，冲头211即将贯穿整块板体，此时的冲头211要克服冲孔下端边缘处材料的连接强度，即要将孔附近的材料彻底抵断，此时的板体受力方向以冲孔为中心，两端板体会有着往中部方向形变的趋势，并且冲孔周边所受的力最大，现有技术中往往会让板体端面上产生印痕，需要额外的工序去处理，而本方案中通过设置的弧片32减少了冲头211所需扯断材料的量，避免冲孔周边受力过大形成较深的印痕，不仅如此，弧片32自身的抵触力，抵消了一部分整块板体与冲断部位所需的力，一定程度上降低整块板体与下模22之间的抵触力度。

值得注意的是，本方案中每个滑块311的斜面上远离楔片213的一侧端均朝上弯折成一限位槽314，供楔片213嵌入在限位槽314内，在冲切即将完成时，即到达断裂分离阶段时，此时的两个滑块311之间的距离不再移动，此时的楔片213会嵌合在限位槽314内。

同时本方案中架体1的下部垂直分布有滑杆组11，支架31的一侧套在滑杆组11上，并且每个滑杆组11上均设置有第一复位弹簧111，第一复位弹簧111的一端与支架31的下端部相抵触，每个滑块311远离冲头211的一端与支架31之间均设有一个第二复位弹簧315，第二复位弹簧315的弹力小于第一复位弹簧111，从而在第二复位弹簧315达到最大弹力系数时，即两侧的滑块311均已经无法再移动，而第一复位弹簧111仍旧为达到最大弹力系数，从而在断裂后，整个支架31依旧可以向下移动一定的距离，配合动模222对板体进行折弯。

支架31上设有两块可上下导向活动的压板33，两块压板33平行设在工件的上方，并以冲头211为中心呈对称分布，下模22包括定模221和嵌进定模221内的动模222，动模222朝向工件的一端开设有供冲头211压入的定位孔223，并可在冲头211进入到定位孔223内时朝向工件方向移动并抵在工件的一端，与两块压板33相配合将工件进行折弯。

位于伸缩杆212上套有一块压条214，压条214的两端延伸至压板33的上方，在伸缩杆212进行一定程度的下压时，会推动两个压板33开始移动。

具体的，而冲压模具2还包括与上模21相配合使用的下模22，下模22为分体式结构，定模221端面平整，位于定模221的中部开设有一凹槽，凹槽内设有一块动模222，动模222的底部通过气缸实现上下升降动作，在初始位置时，动模222上端平面与定模221上端平面处在同一水平面上，在完成整个冲切工序后，此时的冲头211会伸入在动模222内部开设的定位孔223内，此时动模222朝上移动，由于两块压板33此时抵触在开设的孔两侧，从而会有一种在冲切后立马对整块板进行微幅的弯折，减少形变程度（本操作需要结合实际所要加工的板材质结合其硬度进行多次实验，确保合适把控弯折程度能够抵消的形变量）。

本方案在实务中不局限于使用一个冲头211，但同时开孔的冲头211必须处在同一条轴线上，且两块压板33与冲孔之间的距离在5-10cm之间（整块散热板尺寸长宽高依次为54,34和18.5，需要开设至少4个可插在电子元件周边的导向杆上的孔）。

而为了让两块压板33与冲孔之间保持合适的距离，在本方案中的两块压板33之间的距离还可进行调整。

具体的，支架31的上端设有两个伸缩盒，而每个伸缩盒内均设有一个可上下活动的伸缩块317，伸缩块317弹性伸缩在支架31的上端部，并且每个伸缩块317和伸缩盒内均设有一个弹簧318，而位于伸缩块317的上端部沿其一侧方向设有多个并等距排布的螺丝孔313，压板33呈口字型结构，并且套在伸缩块317上并可通过螺丝与螺丝孔313紧固连接。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种散热板钻孔工装，其特征在于，包括：

架体；

冲压模具，所述冲压模具安装在架体上，包括上下排布的上模和下模，所述上模朝向下模的一端安装有冲头，并可朝下模方向导向移动；

塑形模具，所述塑形模具包括设在上模和下模之间的支架，所述支架上设有两片以冲头为中心对称分布的弧片，两片弧片设在冲头的上方并可在冲头压进工件内时抵在冲孔的内壁上；

其中，所述支架上设有两块可上下导向活动的压板，两块压板平行设在工件的上方，并以冲头为中心呈对称分布，所述下模包括定模和嵌进定模内的动模，所述动模朝向工件的一端开设有供冲头压入的定位孔，并可当冲头进入到定位孔内时，动模朝向工件方向移动并抵在工件的一端，与两块压板相配合将工件进行折弯；

所述支架包括有滑块，所述滑块设有两个，两个滑块以冲头为中心对称分布并可同时朝向冲头轴心方向导向活动，两片弧片分别垂直设在两个滑块的底部，其中，每个所述滑块的底部并位于弧片的一侧还分别设置有一块贴板，所述贴板与工件平行分布同时与弧片垂直设置；

所述上模包括有伸缩杆，所述伸缩杆设在工件的上方并可朝向工件方向导向升降，所述冲头设在伸缩杆朝向工件的一端，其中，所述伸缩杆上设有两片斜面朝下的楔片，两片楔片对称分布在冲头的上方，所述滑块朝向伸缩杆的一侧端面为斜面，且位于楔片移动路径的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种散热板钻孔工装，其特征在于，每个所述滑块的斜面上远离楔片的一侧端均朝上弯折成一限位槽，供楔片嵌入在限位槽内。

3.根据权利要求1或2中所述的一种散热板钻孔工装，其特征在于：所述冲头朝向工件的一侧端面呈锐齿状。

4.根据权利要求3所述的一种散热板钻孔工装，其特征在于：所述弧片由与支架相连的钢骨架以及套在钢骨架外侧的硬质橡胶层构成。

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