LED散热器铝型材挤压模具的设计与优化

铝是LED 灯具建造 中公认的优秀散热材料。一方面是其优秀的散热系数，另外一 方面是其价钱 。铝合金型材具有重量轻、美不雅 耐用、散热率高、塑形性好等长处 ，在空调、冷却器和散热器等方面取得 了普遍 的利用。在我国，散热器也愈来愈 风行 采取 铝型材，并且 主要以铝挤压成形为主，这是由于 挤压成形的毛坯尺寸一致性好，出产周期短，本钱 也比力低。在铝合金型材挤压出产进程 中，挤压模具对实现全部 挤压进程 有着十分主要 的意义。挤压模具是包管 产物 成形，具有准确 外形 、尺寸和精度的根基 对象 。公道 的挤压工模具布局、外形 和尺寸，在必然 水平 上可节制 产物 的内部组织和力学机能 ，迥殊是在节制 铝型材空心成品 的焊缝组织和力学机能 方面，分流孔的年夜 小和外形 和 其散布 位置，焊合腔的外形 和尺寸，模芯的布局等起着决议性感化 。

2 铝型材外形布局阐明

图1是一款 LED灯具散热器铝合金型材截面图，从图中可知，该LED灯具散热器用铝合金挤压空心型材，其特点是外接圆尺寸年夜 ，断面外形 复杂，截面年夜 ，其外形长度为340mm,高度为100mm；散热片齿薄，悬臂长，悬臂处舌比年夜 ，舌比最年夜 可达8，而散热片齿间间距小，在各齿间存在着危险断面，挤压时齿部受力后极易发生偏齿和断齿致使 模具报废；其次是型材截面壁厚相差差异 ，迥殊是该截面根部的底板厚度较厚（最厚达28mm）,而散热片齿部最薄处厚度唯一 2mm,壁厚比达14，造成铝型和挤压流速的极不平均 ，更增年夜 了危险断面的断裂系数。是以 给散热器型材的模具设计、制造和出产带来很年夜 的难度。若是挤压模具设计不公道 ，挤压时易造成模具的偏齿、断齿和 型材的扭拧、海浪 、曲折 和 裂纹等缺点 而报废，是以 挤压模具的公道 设计是该LED灯具散热器型材实现正常挤压的决议身分 。

3 挤压模具的设计要点

鉴于铝型材产物 的难点阐明，我们采取 宽展挤压方式 出产。经由 充裕 研究，对两头 部区域采取 30°年夜 宽展角，有益 于金属天然 活动 ，在两头 构成 足够的压容室。为了包管 产物 挤压出后的截面平直度，需对中间 部位与边部的金属流速进行平衡，在模具布局设计方面，重点斟酌 分流孔、工作带、空刀、焊合室、分流桥等5个方面的设计，LED灯具散热器铝合金型材模具布局如图2所示。

3.1 分流孔

分流孔是金属通往型孔的通道。一般来讲 ，分流孔的数目 越多，金属的流速越平均 ，分流孔体历年 夜 的，流速相对快。是以 设计时利用 六个分流孔的布局并使分流桥遮挡壁厚年夜 的部份 ，使其起到阻碍金属活动 的感化 ，从而下降 此处金属的流速，使型材挤出时速度趋于安稳 ；分流孔直供齿部壁厚小的部份 ，使金属流速加速 ，终究 使厚薄处流速相对一致，使得金属的流速趋于平均 ，可以有用 减小危险断面的断裂系数。

图2 LED灯具散热器铝合金型材模具布局图

3.2 工作带

工作带是模型 中垂直模型 工作端面并用以包管 挤压抑 品的外形 、尺寸和概况质量和 调理 金属的活动 的区段，对换 节金属流速起侧重 要感化 。为了使型材挤出时各部份 活动 的速度平均 、挤出安稳 ，将壁厚薄、悬臂年夜 、被模体粉饰住部份 的齿部工作带设计为最低，如许 有益 于削减 金属的磨擦 力，下降 金属的活动 阻力。

3.3 空刀

空刀部份 是为了削减 磨擦 ，使成品 能顺遂 经由过程 ，免遭划伤，以包管 产物 概况品质。为了不 悬臂折断或偏摆，齿间的空刀设计尽可能 小；为了不 塞模，齿端部位空刀设计尽可能 年夜 。

3.4 焊合室

焊合室是把分流孔流出来的金属不竭群集 ，静压力不竭增年夜 ，使分流孔之间的金属焊合以后 挤出模孔。为了使上下焊应时 齿部速度快些，壁厚厚的部位流速慢些，焊合室高度取45mm,周边用R5油滑 过渡，削减 死区发生 ，有益 于金属活动 ，并下降 了挤压变形抗力。

3.5 分流桥

为了下降 焊合条纹泛起 的机遇 或减轻焊合条纹的水平 ，把分流桥的倒角设计成水滴形，并把分流桥桥尖设计成20°锥形，分流桥桥尖角度越小，分流桥后铝合金流的焊合压力越年夜 ，如许 有益 于金属活动 焊合，如图3所示。

图3 分流桥截面外形 示意图

4 竣事 语

宽展模除 起宽展感化 外，还起着预分派 金属和调剂 出口型材流速的感化 。实践证实 ，把LED灯具散热器铝合金型材用宽展模设计，可以经由过程 加年夜 宽展模两侧端部圆角半径并对模具分流孔、工作带、空刀、焊合室、分流桥等进行优化设计，不但 有用 地调理 了金属在挤压时的流速，改良 了挤出铝型材的平均 性，并且 削减 了由于挤压模具承受较年夜 的正面压力而至 使 的模孔危险断面的断裂，实现了正常挤压，极年夜 地耽误 了挤压模具的利用 寿命，提高了出产效力 。

将年夜 悬臂的散热器型材模具设计成假分流模的布局，不但 有用 地削减 了由于模具承受较年夜 的正面压力而至 使 的模孔危险断面的断裂，极年夜 地耽误 了模具的利用 寿命，并且 ，这类 带有分流桥的布局，还有用 地减小了模孔底部较年夜 壁厚处的流速，确保了挤压型材流速的平衡 安稳 、同时，这类 布局的挤压模具设计方案，为壁厚相差差异 的实心型材模具的设计拓荒 了新的思绪 和路子 。