CN118045905B - 一种具有变形控制功能的散热片冲压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热片冲压技术领域，具体为一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，冲压装置用于对散热片进行冲压成型，冲压装置包括动力装置，动力装置用于将圆周运动转为直线运动，冲压装置还包括冲床、成型装置和转运装置，冲床上设有驱动腔，动力装置置于驱动腔内，动力装置带动成型装置进行线性移动，成型装置和冲床连接，转运装置用于进行散热片转运，动力装置采用常规的旋转驱动结构，由主电机驱动，带动飞轮转动，经离合器带动传动齿轮、曲轴、连杆等运转，将转矩转为线性移动，从而带动成型装置沿着冲床滑动，进行散热片冲压，通过转运装置进行自动化上下料，提高成型效率，冲床作为主要的安装基础，用于对其他各装置进行安装固定。

Description

一种具有变形控制功能的散热片冲压装置

技术领域

本发明涉及散热片冲压技术领域，具体为一种具有变形控制功能的散热片冲压装置。

背景技术

散热片是电器元件使用过程中主要使用的热交换单元，多由铝合金制成，常规的散热片多为扁平结构，散热效果一般，通过对散热片增添齿形结构，增大散热面积，可以提高单位时间内的散热量。

然而，相较于扁平结构的散热片成型，由于齿形结构冲压过程中，容易增大摩擦，且散热片为扁平结构，长度较长，强度较弱，强制脱模，容易造成局部应力集中，导致散热片表面损伤，甚至造成变形，影响散热片后期的使用寿命。目前，在进行散热片冲压的时候，一般采用整体冲压，容易造成散热片局部拉伸程度不一，影响形成质量。

此外，齿形结构是散热片散热效率的关键，常规的检测手段无法检测齿形结构的冲压成型质量，从而无法保证后期散热片使用过程中，散热的均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有变形控制功能的散热片冲压装置。

一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，冲压装置用于对散热片进行冲压成型，冲压装置包括动力装置，动力装置用于将圆周运动转为直线运动，冲压装置还包括冲床、成型装置和转运装置，冲床上设有驱动腔，动力装置置于驱动腔内，动力装置带动成型装置进行线性移动，成型装置和冲床连接，转运装置用于进行散热片转运。

动力装置采用常规的旋转驱动结构，由主电机驱动，带动飞轮转动，经离合器带动传动齿轮、曲轴、连杆等运转，将转矩转为线性移动，从而带动成型装置沿着冲床滑动，进行散热片冲压，通过转运装置进行自动化上下料，提高成型效率，冲床作为主要的安装基础，用于对其他各装置进行安装固定。

进一步的，冲床内腔两侧分别设有前导路，成型装置包括传动座和台盘，动力装置输出端和传动座传动连接，传动座两侧分别和前导路滑动连接，台盘置于冲床内腔，传动座和台盘相向端分别设有成型模，两个成型模相向布置；

转运装置包括两个转运机械手，冲床内腔两侧分别设有料口，两个料口外侧分别设有转运机械手，转运机械手用于进行上下料。

冲床中部设置的内腔为主要的冲压工作空间，下侧对台盘进行支撑，动力装置输出的线性位移，通过传动座传出，通过两侧的前导路进行滑动导向，便于提高冲压精度，传动座和台盘上分别设有成型模，冲压成型时，通过两侧的成型模冲压到散热片表面，进行冷压成型，在工作空间的两侧分别开设有料口，两个转运机械手位于外侧，夹持端可以通过料口伸入工作空间中，进行自动化上下料，降低人工参与，提高冲压效率。

进一步的，成型模上设有若干传动腔，成型装置还包括调节组件，调节组件包括调节电机和齿条，调节电机置于传动腔内，调节电机输出端设有调节齿轮，调节电机通过调节齿轮和齿条传动，齿条和传动腔滑动连接，传动腔一侧设有若干调高槽，调高槽为螺旋状，调高槽内设有传动杆，传动杆朝向散热片一端设有螺旋面，另一端设有外齿面；

齿条和外齿面啮合，螺旋面和调高槽滑动连接，传动杆远离成型模一侧设有压块，传动杆插入压块上的安装槽；

初始状态：压块超过散热片标准型面的长度向宽度方向依次递减。

由于散热片上设置了齿形结构，且冲压深度不一，根据所需要压接的散热片形状，使两个成型模上的压块交错布置，通过传动腔对调节电机进行安装，调节电机输出转矩，通过调节齿轮传动，带动齿条传动腔滑动，齿条滑动过程中，和传动杆上侧的外齿面进行啮合，使得传动杆定轴转动，传动杆的螺旋面和螺旋状的调高槽连接，使得传动杆定轴转动过程中可以沿着轴线移动，从而可以根据散热片型面的形状进行自动调节，初始状态下，以靠近冲床背面一侧伸出的长度最长，先对散热片进行冲压，随着两个成型模逐渐接近，会对散热片进行单边冲压，并逐渐对宽度方向的另一侧进行冲压，使得冲压过程，允许散热片产生宽度方向的收缩，避免整体冲压产生剪切力，造成厚薄不均匀。

进一步的，转运装置还包括对接组件，对接组件分别与两个转运机械手连接，对接组件包括载板，载板设有两个，两个载板分别与两个转运机械手夹持端连接，载板为“L”型设置，载板上设有驱动缸，驱动缸输出端设有滑块，滑块和载板滑动连接，滑块上设有气口；

脱模时：气口出气端朝向散热片上侧缝隙。

冲压完成后，由于散热器上面存在齿状结构，会随着上侧的成型模上移，从而和下层的成型模脱离，两个转运机械手同时伸入工作空间内，通过载板对滑块进行安装，滑块上的气口和高压气源连通，通过气口向散热片上侧缝隙内加气，随着气压增大，散热片上侧逐渐和上层的成型模逐渐脱离，通过上侧注气的方式，对成型模长度方向的两端进行同时脱模，避免局部受力，造成损伤，通过载板对驱动缸进行固定，驱动缸输出位移带动滑块沿着散热片宽度方向滑动，从而进行逐步脱模，直到完全脱离，落到载板的底板上，再通过靠近出料方向的转运机械手对脱模完成的散热片进行夹持，并将其取出，便于进行连续性冲压成型。

进一步的，对接组件还包括电热丝，电热丝置于气口内，转运装置还包括检测组件，载板上设有若干测温腔，检测组件包括两个感温片，两个感温片构成一组，同组的两个感温片紧固连接，感温片上端朝向散热片底端，同组的两个感温片膨胀系数不同，测温腔一侧设有感应槽，感应槽内分别设有顶杆和线圈，顶杆一端和膨胀系数小的感温片抵接，顶杆和感应槽滑动连接；

未脱模时：感温片和散热片之间设有浮动间隙。

通过气口内置电热丝，对输送的高压气体进行加热，未脱模时，感温片和上侧的散热片之间存在浮动间隙，随着气体的注入，散热片由两侧向中间脱模，脱模的部位下移浮动间隙的距离，并和感温片接触，散热片具有良好的导热性能，热空气通过散热片进行换热，对同组的两个感温片进行加热，由于热源温度相同，膨胀系数不同，同组的两个感温片固接在一起，同时升高相同温度，膨胀的尺寸不同，并向着膨胀系数小的一侧偏移，在冲压过程中，若散热片的齿形存在缺陷，例如存在缺口，换热面积减小，通过散热片的局部换热效率降低，即此处的感温片膨胀过程中，变形的尺寸减小，感温片变形过程中，会推动顶杆移动，顶杆为磁铁材质，在线圈内侧移动时，会产生感应电流，移动的距离越大，产生的感应电流值越大，当散热片齿形存在缺陷时，由于换热面积的减小，产生的感应电流值也会随之减小，从而对冲压的散热片质量进行分区检测。

进一步的，感应槽倾斜布置，感应槽靠近测温腔一端为低位端。通过对感应槽倾斜设置，使得感温片移动时可以带着顶杆滑动，当检测完成后，感温片随之降温，顶杆在自重作用下，自动复位，提高连续性检测效果。

作为优化，感温片上端和测温腔接触的部分设有隔热涂层。感温片和测温腔接触的部位通过隔热涂层进行隔热处理，便于进行分区检测，用于隔热的涂料本领域有角度公开技术，在此不多赘述。

作为优化，传动杆的外齿面直径小于螺旋面直径。通过传动杆的外齿面和螺旋面直径差异设置，使得沿着螺旋面向外伸长的时候，不会造成干涉，同时调高槽内侧直径大于螺旋段直径。

作为优化，压块为优力胶材质。优力胶弹性好，压缩变形好，通过采用优力胶材质对散热片进行施压变形，变形后，可以自动回弹，提高连续性冲压效率。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在初始状态下，以靠近冲床背面一侧伸出的长度最长，先对散热片进行冲压，随着两个成型模逐渐接近，会对散热片进行单边冲压，并逐渐对宽度方向的另一侧进行冲压，使得冲压过程，允许散热片产生宽度方向的收缩，避免整体冲压产生剪切力，造成厚薄不均匀；通过载板对滑块进行安装，滑块上的气口和高压气源连通，通过气口向散热片上侧缝隙内加气，随着气压增大，散热片上侧逐渐和上层的成型模逐渐脱离，通过上侧注气的方式，对成型模长度方向的两端进行同时脱模，避免局部受力，造成损伤，通过载板对驱动缸进行固定，驱动缸输出位移带动滑块沿着散热片宽度方向滑动，从而进行逐步脱模，直到完全脱离；在冲压过程中，若散热片的齿形存在缺陷，例如存在缺口，换热面积减小，通过散热片的局部换热效率降低，即此处的感温片膨胀过程中，变形的尺寸减小，感温片变形过程中，会推动顶杆移动，顶杆为磁铁材质，在线圈内侧移动时，会产生感应电流，移动的距离越大，产生的感应电流值越大，当散热片齿形存在缺陷时，由于换热面积的减小，产生的感应电流值也会随之减小，从而对冲压的散热片质量进行分区检测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的冲压动力传递结构示意图；

图3是本发明的增压脱模结构示意图；

图4是本发明的散热片结构示意图；

图5是本发明的压块高度调节示意图；

图6是本发明的冲压成型质量检测示意图；

图中：1、冲床；11、驱动腔；12、料口；13、前导路；2、成型装置；21、传动座；22、成型模；221、传动腔；222、调高槽；23、调节组件；231、调节电机；232、齿条；233、传动杆；2331、外齿面；2332、螺旋面；24、台盘；25、压块；3、转运装置；31、转运机械手；32、对接组件；323、载板；3231、测温腔；3232、感应槽；324、驱动缸；325、滑块；3251、气口；326、电热丝；33、检测组件；331、感温片；332、顶杆；333、线圈；4、动力装置；5、散热片。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供技术方案：

如图1～图2所示，一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，冲压装置用于对散热片5进行冲压成型，冲压装置包括动力装置4，动力装置4用于将圆周运动转为直线运动，冲压装置还包括冲床1、成型装置2和转运装置3，冲床1上设有驱动腔11，动力装置4置于驱动腔11内，动力装置4带动成型装置2进行线性移动，成型装置2和冲床1连接，转运装置3用于进行散热片5转运。

动力装置4采用常规的旋转驱动结构，由主电机驱动，带动飞轮转动，经离合器带动传动齿轮、曲轴、连杆等运转，将转矩转为线性移动，从而带动成型装置2沿着冲床1滑动，进行散热片5冲压，通过转运装置3进行自动化上下料，提高成型效率，冲床1作为主要的安装基础，用于对其他各装置进行安装固定。

如图1～图2所示，冲床1内腔两侧分别设有前导路13，成型装置2包括传动座21和台盘24，动力装置4输出端和传动座21传动连接，传动座21两侧分别和前导路13滑动连接，台盘24置于冲床1内腔，传动座21和台盘24相向端分别设有成型模22，两个成型模22相向布置；

转运装置3包括两个转运机械手31，冲床1内腔两侧分别设有料口12，两个料口12外侧分别设有转运机械手31，转运机械手31用于进行上下料。

冲床1中部设置的内腔为主要的冲压工作空间，下侧对台盘24进行支撑，动力装置4输出的线性位移，通过传动座21传出，通过两侧的前导路13进行滑动导向，便于提高冲压精度，传动座21和台盘24上分别设有成型模22，冲压成型时，通过两侧的成型模22冲压到散热片5表面，进行冷压成型，在工作空间的两侧分别开设有料口12，两个转运机械手31位于外侧，夹持端可以通过料口12伸入工作空间中，进行自动化上下料，降低人工参与，提高冲压效率。

如图3～图5所示，成型模22上设有若干传动腔221，成型装置2还包括调节组件23，调节组件23包括调节电机231和齿条232，调节电机231置于传动腔221内，调节电机231输出端设有调节齿轮，调节电机231通过调节齿轮和齿条232传动，齿条232和传动腔221滑动连接，传动腔221一侧设有若干调高槽222，调高槽222为螺旋状，调高槽222内设有传动杆233，传动杆233朝向散热片5一端设有螺旋面2332，另一端设有外齿面2331；

齿条232和外齿面2331啮合，螺旋面2332和调高槽222滑动连接，传动杆233远离成型模22一侧设有压块25，传动杆233插入压块25上的安装槽；

初始状态：压块25超过散热片5标准型面的长度向宽度方向依次递减。

由于散热片5上设置了齿形结构，且冲压深度不一，根据所需要压接的散热片5形状，使两个成型模22上的压块25交错布置，通过传动腔221对调节电机231进行安装，调节电机231输出转矩，通过调节齿轮传动，带动齿条232传动腔221滑动，齿条232滑动过程中，和传动杆233上侧的外齿面2331进行啮合，使得传动杆233定轴转动，传动杆233的螺旋面2332和螺旋状的调高槽222连接，使得传动杆233定轴转动过程中可以沿着轴线移动，从而可以根据散热片5型面的形状进行自动调节，初始状态下，以靠近冲床1背面一侧伸出的长度最长，先对散热片5进行冲压，随着两个成型模22逐渐接近，会对散热片5进行单边冲压，并逐渐对宽度方向的另一侧进行冲压，使得冲压过程，允许散热片5产生宽度方向的收缩，避免整体冲压产生剪切力，造成厚薄不均匀。

如图3～图5所示，转运装置3还包括对接组件32，对接组件32分别与两个转运机械手31连接，对接组件32包括载板323，载板323设有两个，两个载板323分别与两个转运机械手31夹持端连接，载板323为“L”型设置，载板323上设有驱动缸324，驱动缸324输出端设有滑块325，滑块325和载板323滑动连接，滑块325上设有气口3251；

脱模时：气口3251出气端朝向散热片5上侧缝隙。

冲压完成后，由于散热器5上面存在齿状结构，会随着上侧的成型模22上移，从而和下层的成型模22脱离，两个转运机械手31同时伸入工作空间内，通过载板323对滑块325进行安装，滑块325上的气口3251和高压气源连通，通过气口3251向散热片5上侧缝隙内加气，随着气压增大，散热片5上侧逐渐和上层的成型模22逐渐脱离，通过上侧注气的方式，对成型模22长度方向的两端进行同时脱模，避免局部受力，造成损伤，通过载板323对驱动缸324进行固定，驱动缸324输出位移带动滑块325沿着散热片5宽度方向滑动，从而进行逐步脱模，直到完全脱离，落到载板323的底板上，再通过靠近出料方向的转运机械手31对脱模完成的散热片5进行夹持，并将其取出，便于进行连续性冲压成型。

如图3～图6所示，对接组件32还包括电热丝326，电热丝326置于气口3251内，转运装置3还包括检测组件33，载板323上设有若干测温腔3231，检测组件33包括两个感温片331，两个感温片331构成一组，同组的两个感温片331紧固连接，感温片331上端朝向散热片5底端，同组的两个感温片331膨胀系数不同，测温腔3231一侧设有感应槽3232，感应槽3232内分别设有顶杆332和线圈333，顶杆332一端和膨胀系数小的感温片331抵接，顶杆332和感应槽3232滑动连接；

未脱模时：感温片331和散热片5之间设有浮动间隙。

通过气口3251内置电热丝326，对输送的高压气体进行加热，未脱模时，感温片331和上侧的散热片5之间存在浮动间隙，随着气体的注入，散热片5由两侧向中间脱模，脱模的部位下移浮动间隙的距离，并和感温片331接触，散热片5具有良好的导热性能，热空气通过散热片5进行换热，对同组的两个感温片331进行加热，由于热源温度相同，膨胀系数不同，同组的两个感温片331固接在一起，同时升高相同温度，膨胀的尺寸不同，并向着膨胀系数小的一侧偏移，在冲压过程中，若散热片5的齿形存在缺陷，例如存在缺口，换热面积减小，通过散热片5的局部换热效率降低，即此处的感温片331膨胀过程中，变形的尺寸减小，感温片331变形过程中，会推动顶杆332移动，顶杆332为磁铁材质，在线圈333内侧移动时，会产生感应电流，移动的距离越大，产生的感应电流值越大，当散热片5齿形存在缺陷时，由于换热面积的减小，产生的感应电流值也会随之减小，从而对冲压的散热片质量进行分区检测。

如图6所示，感应槽3232倾斜布置，感应槽3232靠近测温腔3231一端为低位端。通过对感应槽3232倾斜设置，使得感温片331移动时可以带着顶杆332滑动，当检测完成后，感温片331随之降温，顶杆332在自重作用下，自动复位，提高连续性检测效果。

作为优化，感温片331上端和测温腔3231接触的部分设有隔热涂层。感温片331和测温腔3231接触的部位通过隔热涂层进行隔热处理，便于进行分区检测，用于隔热的涂料本领域有角度公开技术，在此不多赘述。

作为优化，传动杆233的外齿面2331直径小于螺旋面2332直径。通过传动杆233的外齿面2331和螺旋面2332直径差异设置，使得沿着螺旋面2332向外伸长的时候，不会造成干涉，同时调高槽222内侧直径大于螺旋段直径。

作为优化，压块25为优力胶材质。优力胶弹性好，压缩变形好，通过采用优力胶材质对散热片5进行施压变形，变形后，可以自动回弹，提高连续性冲压效率。

本发明的工作原理：初始状态下，以靠近冲床1背面一侧伸出的长度最长，先对散热片5进行冲压，随着两个成型模22逐渐接近，会对散热片5进行单边冲压，并逐渐对宽度方向的另一侧进行冲压，使得冲压过程，允许散热片5产生宽度方向的收缩，避免整体冲压产生剪切力，造成厚薄不均匀；通过载板323对滑块325进行安装，滑块325上的气口3251和高压气源连通，通过气口3251向散热片5上侧缝隙内加气，随着气压增大，散热片5上侧逐渐和上层的成型模22逐渐脱离，通过上侧注气的方式，对成型模22长度方向的两端进行同时脱模，避免局部受力，造成损伤，通过载板323对驱动缸324进行固定，驱动缸324输出位移带动滑块325沿着散热片5宽度方向滑动，从而进行逐步脱模，直到完全脱离；在冲压过程中，若散热片5的齿形存在缺陷，例如存在缺口，换热面积减小，通过散热片5的局部换热效率降低，即此处的感温片331膨胀过程中，变形的尺寸减小，感温片331变形过程中，会推动顶杆332移动，顶杆332为磁铁材质，在线圈333内侧移动时，会产生感应电流，移动的距离越大，产生的感应电流值越大，当散热片5齿形存在缺陷时，由于换热面积的减小，产生的感应电流值也会随之减小，从而对冲压的散热片质量进行分区检测。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，所述冲压装置用于对散热片（5）进行冲压成型，冲压装置包括动力装置（4），所述动力装置（4）用于将圆周运动转为直线运动，其特征在于：所述冲压装置还包括冲床（1）、成型装置（2）和转运装置（3），所述冲床（1）上设有驱动腔（11），所述动力装置（4）置于驱动腔（11）内，动力装置（4）带动成型装置（2）进行线性移动，所述成型装置（2）和冲床（1）连接，所述转运装置（3）用于进行散热片（5）转运；

所述冲床（1）内腔两侧分别设有前导路（13），所述成型装置（2）包括传动座（21）和台盘（24），所述动力装置（4）输出端和传动座（21）传动连接，所述传动座（21）两侧分别和前导路（13）滑动连接，所述台盘（24）置于冲床（1）内腔，所述传动座（21）和台盘（24）相向端分别设有成型模（22），两个所述成型模（22）相向布置；

所述转运装置（3）包括两个转运机械手（31），所述冲床（1）内腔两侧分别设有料口（12），两个所述料口（12）外侧分别设有转运机械手（31），所述转运机械手（31）用于进行上下料；

所述成型模（22）上设有若干传动腔（221），所述成型装置（2）还包括调节组件（23），所述调节组件（23）包括调节电机（231）和齿条（232），所述调节电机（231）置于传动腔（221）内，调节电机（231）输出端设有调节齿轮，调节电机（231）通过调节齿轮和齿条（232）传动，所述齿条（232）和传动腔（221）滑动连接，所述传动腔（221）一侧设有若干调高槽（222），所述调高槽（222）为螺旋状，调高槽（222）内设有传动杆（233），所述传动杆（233）朝向散热片（5）一端设有螺旋面（2332），另一端设有外齿面（2331）；

所述齿条（232）和外齿面（2331）啮合，所述螺旋面（2332）和调高槽（222）滑动连接，所述传动杆（233）远离成型模（22）一侧设有压块（25），传动杆（233）插入压块（25）上的安装槽；

初始状态：所述压块（25）超过散热片（5）标准型面的长度向宽度方向依次递减。

2.根据权利要求1所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述转运装置（3）还包括对接组件（32），所述对接组件（32）分别与两个转运机械手（31）连接，对接组件（32）包括载板（323），所述载板（323）设有两个，两个载板（323）分别与两个转运机械手（31）夹持端连接，载板（323）为“L”型设置，载板（323）上设有驱动缸（324），所述驱动缸（324）输出端设有滑块（325），所述滑块（325）和载板（323）滑动连接，滑块（325）上设有气口（3251）；

脱模时：所述气口（3251）出气端朝向散热片（5）上侧缝隙。

3.根据权利要求2所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述对接组件（32）还包括电热丝（326），所述电热丝（326）置于气口（3251）内，所述转运装置（3）还包括检测组件（33），所述载板（323）上设有若干测温腔（3231），所述检测组件（33）包括两个感温片（331），两个所述感温片（331）构成一组，同组的两个所述感温片（331）紧固连接，感温片（331）上端朝向散热片（5）底端，同组的两个感温片（331）膨胀系数不同，所述测温腔（3231）一侧设有感应槽（3232），所述感应槽（3232）内分别设有顶杆（332）和线圈（333），所述顶杆（332）一端和膨胀系数小的感温片（331）抵接，顶杆（332）和感应槽（3232）滑动连接；

未脱模时：感温片（331）和散热片（5）之间设有浮动间隙。

4.根据权利要求3所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述感应槽（3232）倾斜布置，感应槽（3232）靠近测温腔（3231）一端为低位端。

5.根据权利要求3所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述感温片（331）上端和测温腔（3231）接触的部分设有隔热涂层。

6.根据权利要求1所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述传动杆（233）的外齿面（2331）直径小于螺旋面（2332）直径。

7.根据权利要求1所述的一种具有变形控制功能的散热片冲压装置，其特征在于：所述压块（25）为优力胶材质。