CN116249335B - 一种铝合金半插片散热器及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种铝合金半插片散热器及其加工工艺，属于用电设备冷却装置的技术领域。一种铝合金半插片散热器，包括底座和多个插接在所述底座上的插接片；所述底座包括底板和多个垂直设在所述底板上的连接片，所述底板上相邻的两个所述连接片之间沿平行于所述连接片的方向开设有安装槽，所述插接片的一端卡接在所述安装槽内。本申请具有散热效率高、装配方便、生产成本低的优点。

Description

一种铝合金半插片散热器及其加工工艺

技术领域

本申请涉及用电设备冷却装置的技术领域，尤其是涉及一种铝合金半插片散热器及其加工工艺。

背景技术

散热器是一种能够将用电设备运转过程中产生的热量传递至环境中的结构，能够有效降低用电设备核心部件的工作温度，有利于提高电器元件的使用寿命。常见的散热器可根据散热鳍片的安装方式不同被分为一体式散热器和插片式散热器。由于插片式散热器的插接安装结构特点，散热鳍片与基座之间会存在一定的接触热阻，进而导致散热效果变差。与插片式散热器相比，一体式散热器由于具有更高的导热效率，其使用场景和范围更加广泛。

目前，常见的一体式散热器的加工方法包括挤压法和铲齿法。铲齿法制造散热器的原理是将一块完整的铝合金板材通过专用设备铲切并折弯形成高密度排布的齿片，每个散热鳍片都需要独立加工和打磨，制作周期长，所使用的专用设备成本高，效率低下。挤压法制造的散热器的散热鳍片排列密度受到模具强度的限制，若想得到高散热鳍片排布密度的散热器，其模具型腔壁厚较小，承载能力较差，使用寿命会受到严重影响，因此制造成本同样居高不下。

针对上述中的相关技术背景，发明人认为现有的导热效率较高的一体式散热器的常见加工方法存在生产成本较高的缺陷。

发明内容

为了在保证散热器导热效率的情况下，降低一体式散热器的生产成本，本申请提供一种铝合金半插片散热器及其加工工艺。

第一方面，本申请提供的一种铝合金半插片散热器采用如下的技术方案：

一种铝合金半插片散热器，包括底座和多个插接在所述底座上的插接片；所述底座包括底板和多个垂直设在所述底板上的连接片，所述底板上相邻的两个所述连接片之间沿平行于所述连接片的方向开设有安装槽，所述插接片的一端卡接在所述安装槽内。

通过采用上述技术方案，插接片增加了底座上的散热鳍片排布密度，提高了本申请整体的散热效率，结合插接片的结构设计使底座的压制模具壁厚得到了保证，增加了压制模具的使用寿命，卡接的安装方式保证了加工效率的同时，使底座能够对插接片提供稳固的支撑，达到了本申请保证散热器导热效率的情况下，降低一体式散热器的生产成本的发明目的。

可选的，插接片包括卡接在所述安装槽内的卡接部和与所述卡接部相连的片体；所述卡接部是直径大于所述片体厚度的圆柱体，所述卡接部沿着所述片体的边缘延伸方向设置，所述安装槽的内壁与所述卡接部和所述片体抵接。

通过采用上述技术方案，插接片中的卡接部对插接片与底座之间的连接结构起到了位置限定的作用，卡接部直径大于片体厚度的结构增加了插接片与底座之间沿着垂直底座方向的承载能力，使插接片不容易从底座上脱落。

可选的，底板上开设有多个阶梯孔，所述阶梯孔垂直于所述安装槽的延伸方向对称开设在所述安装槽的两端，所述卡接部的两端设有铆接头，所述铆接头与所述阶梯孔的内壁抵接且厚度与所述阶梯孔的深度一致。

通过采用上述技术方案，底板上开设的阶梯孔为铆接头的设置预留了空间，铆接头的结构设计进一步增加了插接片与底座之间的连接结构强度以及机械稳定性，阶梯孔的设置对铆接头结构起到了保护作用，增加了铆接头的连接稳定性，减少铆接头外凸受到磕碰的可能性。

可选的，片体上沿平行于片体所在平面的方向开设有散热通孔，所述散热通孔为腰形孔，所述散热通孔内沿垂直所述散热通孔内壁的方向设有多个支撑板，所述支撑板沿所述散热通孔的长度方向均匀分布。

通过采用上述技术方案，片体上开设散热通孔形成的空心结构设计不仅能够减轻整体重量，提高结构强度和承载能力，其空心结构还具备更高的导热效率和散热能力。

可选的，片体的表面沿宽度方向呈波浪状分布。

通过采用上述技术方案，片体表面沿宽度方向呈波浪状的结构设计能够增加片体的表面积，进一步提升片体的导热效率和散热能力。

可选的，底座还包括安装块，所述安装块对称设在所述底板的两侧，所述安装块上沿垂直厚度的方向开设有两个螺栓孔，两个所述螺栓孔关于所述安装块的几何中心对称设置。

通过采用上述技术方案，底座两侧一体式设计的安装块用于将本申请中的半插片散热器整体安装在用电设备的核心产热区域，保证了承载能力的同时不会对整体的散热效率产生负面影响，螺栓孔的结构设计为螺栓的安装预留了空间。

可选的，安装块的边缘倒圆角处理。

通过采用上述技术方案，安装块边缘倒圆角处理的结构能够减少底座上的锋利边缘，避免在安装过程中对用电设备的核心区域造成损坏。

可选的，连接片的厚度沿远离所述底板的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，连接片厚度沿着远离底板的方向逐渐减小的结构设计一方面能够方便脱模，另一方面能够增加连接片与底板之间的接触面积，增加传热效率和连接结构强度。

可选的，连接片的两侧平面沿平行于所述连接片边缘的方向设有多个凸条。

通过采用上述技术方案，连接片两侧平面沿着连接片边缘方向设置的凸条结构能够增加连接片的结构强度，同时增加连接片的表面面积，进一步提升散热效率。

第二方面，本申请提供的一种铝合金半插片散热器的加工工艺，应用前文中的一种铝合金半插片散热器，采用如下的技术方案：

一种铝合金半插片散热器的加工工艺，包括以下步骤：

步骤1，使用挤压机对铝合金型材进行挤压，使其形成具有底座所需形状尺寸的断面；

步骤2，使用切割机将经过挤压的铝合金型材锯切成所需长度的样件；

步骤3，对样件进行冲孔、开槽和打磨，将其加工为成品的底座；

步骤4，将插接片依次插入安装槽中，并使用插压设备对插接片进行固定；

步骤5，根据使用场景需求，对完成安装的散热器半成品进行时效处理；

步骤6，根据成品定制尺寸，对完成时效处理的散热器半成品进行机加工使其成为成品。

通过采用上述技术方案，将插片工艺和压制工艺结合，使产品拥有压制成型生产的高效率，引入插片安装的方式，在具备较高的散热鳍片排布密度的同时，避免压制模具壁厚过小造成的生产成本上升的弊端，高密度的散热鳍片排布进一步增加了本申请的散热效率，同时多种结构结合使插片连接的结构强度更高，使用寿命更长。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请中的插接片增加了底座上的散热鳍片排布密度，提高了本申请整体的散热效率，结合插接片的结构设计使底座的压制模具壁厚得到了保证，增加了压制模具的使用寿命，卡接的安装方式保证了加工效率的同时，使底座能够对插接片提供稳固的支撑，达到了本申请保证散热器导热效率的情况下，降低一体式散热器的生产成本的发明目的；

本申请中的底板上开设的阶梯孔为铆接头的设置预留了空间，铆接头的结构设计进一步增加了插接片与底座之间的连接结构强度以及机械稳定性，阶梯孔的设置对铆接头结构起到了保护作用，增加了铆接头的连接稳定性，减少铆接头外凸受到磕碰的可能性；

本申请中将插片工艺和压制工艺结合，使产品拥有压制成型生产的高效率，引入插片安装的方式，在具备较高的散热鳍片排布密度的同时，避免压制模具壁厚过小造成的生产成本上升的弊端，高密度的散热鳍片排布进一步增加了本申请的散热效率，同时多种结构结合使插片连接的结构强度更高，使用寿命更长。

附图说明

图1是本申请实施例中公开的一种铝合金半插片散热器的结构示意图。

图2是本申请实施例中底座的结构示意图。

图3是本申请实施例中插接片的结构示意图。

附图标记说明：1、底座；11、底板；12、连接片；13、安装槽；14、阶梯孔；15、安装块；121、凸条；151、螺栓孔；2、插接片；21、卡接部；22、片体；23、铆接头；221、散热通孔；222、支撑板。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3对本申请作进一步详细说明。

散热器是一种能够将用电设备运转过程中产生的热量传递至环境中的结构，能够有效降低用电设备核心部件的工作温度，有利于提高电器元件的使用寿命。常见的散热器可根据散热鳍片的安装方式不同被分为一体式散热器和插片式散热器。由于插片式散热器的插接安装结构特点，散热鳍片与基座之间会存在一定的接触热阻，进而导致散热效果变差。与插片式散热器相比，一体式散热器由于具有更高的导热效率，其使用场景和范围更加广泛。目前，常见的一体式散热器的加工方法包括挤压法和铲齿法。铲齿法制造散热器的原理是将一块完整的铝合金板材通过专用设备铲切并折弯形成高密度排布的齿片，每个散热鳍片都需要独立加工和打磨，制作周期长，所使用的专用设备成本高，效率低下。挤压法制造的散热器的散热鳍片排列密度受到挤压模具强度的限制，若想得到高散热鳍片排布密度的散热器，其模具型腔壁厚较小，承载能力较差，使用寿命会受到严重影响，因此制造成本同样居高不下。为了在保证散热器导热效率的情况下，降低一体式散热器的生产成本，本申请提供一种铝合金半插片散热器及其加工工艺。

第一方面，本申请实施例公开一种铝合金半插片散热器。参照图1，一种铝合金半插片散热器包括底座1和插接片2，插接片2的数量和排布间距可以根据实际使用需求进行设置。插接片2的一端通过卡接的方式垂直安装在底座1上。

参照图1和图2，底座1包括底板11、连接片12、安装槽13、阶梯孔14和安装块15。其中，底板11可以是一块实心矩形铝合金块。底板11的尺寸可以根据实际使用需求进行调整。连接片12可以是垂直连接在底板11上表面的长方形铝合金薄板。连接片12与底板11之间采用模具挤压一体成型的方式制成，一体式设计保证了连接片12与底板11之间连接部位的导热效率。连接片12的厚度沿着远离底板11的方向逐渐减小。连接片12的两侧平面对称设置有凸条121。凸条121沿着平行于连接片12的长度方向设置。连接片12两侧的凸条121关于连接片12的中心对称设置。底板11上的两个连接片12之间的中心位置卡斯和有安装槽13。底板11上两端关于安装槽13的几何中心对称设置有阶梯孔14。底板11的两侧对称连接有安装块15。安装块15的厚度小于底板11的厚度。安装块15上关于中心对称开设有两个螺栓孔151。安装块15的边缘倒圆角处理。

参照图1和图3，插接片2包括卡接部21、片体22和铆接头23。卡接部21可以是一个铝合金材质的实心圆柱体。卡接部21沿着片体22的长度方向连接在片体22的边缘位置。卡接部21插接在安装槽13内，且与安装槽13的内壁贴合。片体22可以是沿着宽度方向呈波浪状延伸的铝合金板。片体22内部沿着平行于片体22所在平面的方向卡斯和有散热通孔221。散热通孔221的内壁垂直连接有支撑板222。铆接头23对称设置在片体22的两端，铆接头23的厚度与阶梯孔14的深度一致。

第二方面，本申请实施例公开了一种铝合金半插片散热器的加工工艺，包括如下步骤：

步骤1，使用挤压机对铝合金型材进行挤压，使其形成具有底座1所需形状尺寸的断面。

在该步骤中，应使用挤压机对铝合金原料棒进行挤压并脱模，使其断面形状与需要进行加工的底座1形状一致。

步骤2，使用切割机将经过挤压的铝合金型材锯切成所需长度的样件。

在该步骤中，使用切割机根据底座1的实际尺寸，将经过压制的铝合金原料棒锯切成符合底座1尺寸的半成品。

步骤3，对样件进行冲孔、开槽和打磨，将其加工为成品的底座1。

在该步骤中，应该将工件表面由于加工产生的毛刺等缺陷通过打磨去除，并对锋利边缘进行倒角处理。

步骤4，将插接片2依次插入安装槽13中，并使用插压设备对插接片2进行固定。

在该步骤中，将插接片2卡接在安装槽13之后，使用压力设备对插接片2的两端进行冲压，使插接片2的两端贴合底板11形成高度与阶梯孔14深度一致的铆接头23结构。

步骤5，根据使用场景需求，对完成安装的散热器半成品进行时效处理。

在该步骤中，时效处理包括金属热处理以及表面防锈处理，使得经过处理的工件在强度方面和防锈方面满足使用需求。

步骤6，根据成品定制尺寸，对完成时效处理的散热器半成品进行机加工使其成为成品。

在该步骤中，应根据产品实际的使用需求，对需要进行切除的部位进行切割处理，使其能够针对性的满足工作环境的需要，与工作环境具有更好的适配度。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铝合金半插片散热器，其特征在于：包括底座（1）和多个插接在所述底座（1）上的插接片（2）；所述底座（1）包括底板（11）和多个垂直设在所述底板（11）上的连接片（12），所述底板（11）上相邻的两个所述连接片（12）之间沿平行于所述连接片（12）的方向开设有安装槽（13），所述插接片（2）的一端卡接在所述安装槽（13）内；所述插接片（2）包括卡接在所述安装槽（13）内的卡接部（21）和与所述卡接部（21）相连的片体（22）；所述卡接部（21）是直径大于所述片体（22）厚度的圆柱体，所述卡接部（21）沿着所述片体（22）的边缘延伸方向设置，所述安装槽（13）的内壁与所述卡接部（21）和所述片体（22）抵接；所述片体（22）的表面沿宽度方向呈波浪状分布；所述底板（11）上开设有多个阶梯孔（14），所述阶梯孔（14）垂直于所述安装槽（13）的延伸方向对称开设在所述安装槽（13）的两端，所述卡接部（21）的两端设有铆接头（23），所述铆接头（23）与所述阶梯孔（14）的内壁抵接且厚度与所述阶梯孔（14）的深度一致；将所述插接片（2）卡接在所述安装槽（13）之后，使用压力设备对所述插接片（2）的两端进行冲压，使所述插接片（2）的两端贴合所述底板（11）形成高度与所述阶梯孔（14）深度一致的所述铆接头（23）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于：所述片体（22）上沿平行于片体（22）所在平面的方向开设有散热通孔（221），所述散热通孔（221）为腰形孔，所述散热通孔（221）内沿垂直所述散热通孔（221）内壁的方向设有多个支撑板（222），所述支撑板（222）沿所述散热通孔（221）的长度方向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于：所述底座（1）还包括安装块（15），所述安装块（15）对称设在所述底板（11）的两侧，所述安装块（15）上沿垂直厚度的方向开设有两个螺栓孔（151），两个所述螺栓孔（151）关于所述安装块（15）的几何中心对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于：所述安装块（15）的边缘倒圆角处理。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于：所述连接片（12）的厚度沿远离所述底板（11）的方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于：所述连接片（12）的两侧平面沿平行于所述连接片（12）边缘的方向设有多个凸条（121）。

7.一种铝合金半插片散热器的加工工艺，用于权利要求1-6中任意一项所述的一种铝合金半插片散热器，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，使用挤压机对铝合金型材进行挤压，使其形成具有底座（1）所需形状尺寸的断面；

步骤2，使用切割机将经过积压的铝合金型材锯切成所需长度的样件；

步骤3，对样件进行冲孔、开槽和打磨，将其加工为成品的底座（1）；

步骤4，将插接片（2）依次插入安装槽（13）中，并使用插压设备对插接片（2）进行固定；

步骤5，根据使用场景需求，对完成安装的散热器半成品进行时效处理；

步骤6，根据成品定制尺寸，对完成时效处理的散热器半成品进行机加工使其成为成品。