熱交換用散熱片的製造方法及其製造模具組的製作方法
2023-09-09 20:57:55 4
專利名稱：熱交換用散熱片的製造方法及其製造模具組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱交換用散熱片的製造方法以及該熱交換用散熱片的製造模具組。
如圖7所示，例如使用在空調機的熱交換器中的熱交換用散熱片8包括由鋁等所製成的板材9a；以及由熱交換管(未圖示)從中穿過的頸圈狀通孔17。
該熱交換用散熱片8是由所謂的拉深(drawing)方式進行製造的。該拉深方式包括下列步驟拉深一薄鋁板，以便形成多個錐形部分；將這些錐形部分分多步以逐漸減小錐形部分的直徑的方式製成為截頭錐形部分；在具有指定高度的截頭錐形部分中形成通孔，以便製成為頸圈7；以及，在頸圈7的前端處形成凸緣8。
圖8A和8B中示出了由該拉深方法所製成的熱交換用散熱片8。
首先，用拉深衝頭(未圖示)在一薄板9中形成錐形部分1。接著，第一步用第一成形衝頭將該錐形部分1製成為直徑減小的截頭錐形部分2。
第二步，用第二成形衝頭將該截頭錐形部分2製成為截頭錐形部分3，該截頭錐形部分3的直徑小於截頭錐形部分2的直徑。
第三步，用第三成形衝頭將該截頭錐形部分3製成為截頭錐形部分4，該截頭錐形部分4的直徑小於截頭錐形部分3的直徑。
該截頭錐形部分4的高度足以形成頸圈7。
接著，用衝孔衝頭(未圖示)相應地在截頭錐形部分4中鑽設通孔5，進而用去毛刺(burring)衝頭(未圖示)形成頸圈7。最後，用擴口裝置在頸圈7的前端處形成凸緣8。
在該拉深方式中，在薄板9中拉深形成錐形部分1，在拉深該薄板9的同時，構成薄板9的、錐形部分1周圍的材料部分被朝著錐形部分1拉深，這樣，在錐形部分1之間的薄板的厚度不是固定的。因此，在相鄰的錐形部分1之間會形成褶皺32，該褶皺32在頸圈狀通孔17完全成形之後會遺留下來，這樣就會使熱交換用散熱片8的美觀受到影響。
在形成下部頸圈的情況下，可在薄板中鼓凸(bulge)形成墩形(dome)部分，以此來取代形成錐形部分，以便去除褶皺。
在鼓凸工序中，由衝頭所形成的凸起部分的厚度被製得較薄，以便形成頸圈。與拉深錐形部分周圍的材料部分的拉深方式所不同的是，無法形成上部頸圈。但可減少拉深材料部分，這樣就能使墩形部分之間的薄板厚度固定不變，從而減少相鄰墩形部分之間的褶皺。
然而，鼓凸方式並不能很好地預防褶皺32的成形。因而，無法製造不具有褶皺32的熱交換用散熱片。
在模具組的一次壓制動作中，在薄板9上同時形成沿著圖8A中的方向「B」排列的、多個頸圈狀通孔17的柱狀物；在模具組的一次壓制動作中，在薄板9中同時形成沿著圖8A中的方向「A」排列的、一排或多排頸圈狀通孔17。同時成形的頸圈狀通孔17的位置精度取決於模具組的製造精度。但倘若在頸圈狀通孔17之間形成褶皺32的話，則它們會在隨後的工序(平整工序，切割工序)中被伸長。由於褶皺32被伸長，因而會使頸圈狀通孔17之間的間距局部發生變化。
用於切割刀具(未圖示)切割其中形成有頸圈狀通孔17的薄板9，以便留下包含有一排或多排頸圈狀通孔17的熱交換用散熱片8。與此同時，倘若在頸圈狀通孔17之間存在褶皺32的話，則切割刀具會使褶皺32伸長，從而致使其間形成有褶皺32的頸圈狀通孔17的間距不同於其間未形成褶皺32的頸圈狀通孔17的間距。
將薄板9間歇性地沿方向「B」傳送並切割，以便留下熱交換用散熱片8。在切割工序中，切割線有時是局部重合的。倘若薄板9中形成有褶皺32的話，則切割刀具會使這些褶皺伸長，從而致使重合的切割線會彼此偏移。由於切割線發生偏移，因而會在與重合部分相對應的、熱交換用散熱片8的邊緣中形成毛邊(flash)。
在製造截頭錐形部分的各道工序中均減小在前一道工序中所形成的錐形部分或截頭錐形部分的直徑。倘若直徑減小率非常大，則當模具組閉合時，位於其直徑小於錐形部分或截頭錐形部分的直徑的成形模具外部的、錐形部分或截頭錐形部分的諸個部分被壓制在成形模具與升降件之間。
這些被壓制部分成為環繞頸圈7的圓形溝槽(環狀條紋)30。
該環狀條紋30在成形工序期間變形且硬化，因而它們不會在隨後的工序中消失，並且會嚴重影響熱交換用散熱片8的外形。各頸圈7的環狀條紋的數量是由成形工序的數量所限定的。
本發明的一個目的在於提供一種用於製造熱交換用散熱片的方法，該方法能限制褶皺和環狀條紋的成形。
本發明的另一個目的在於提供一種用於實現本發明的方法的模具組。
本發明的具有多個頸圈狀通孔的熱交換用散熱片的製造方法包括下列步驟形成多個墩形部分和多個圓形凹部，墩形部分的直徑大於頸圈狀通孔的內徑、並自薄板的一個側面突出，圓形凹部的直徑大於墩形部分的直徑，它們各自環繞各墩形部分、且朝著薄板的另一面凹陷；將墩形部分與凹部分多步製成為具有預定高度的截頭錐形部分；在各截頭錐形部分中形成通孔；將通孔的邊緣製成為頸圈；以及在各頸圈的前端處形成凸緣。
在本發明的方法中，墩形部分和圓形凹部是通過鼓凸成形的，因此圓形凹部可防止構成薄板的材料被朝著墩形部分拉深。由於此項限制，因而不會在諸墩形部分之間形成褶皺，並可使墩形部分之間的薄板的厚度均勻。另外，墩形部分和圓形凹部是分多步被逐漸製成為截頭錐形部分的，因而易於形成上部頸圈。
在該方法中，墩形部分的直徑與在第一步驟中所形成的截頭錐形部分的直徑大致相等。在這種情況下，當模具組閉合時，位於其直徑小於所要成形的錐形部分或截頭錐形部分的直徑的成形模具外部的、錐形部分或截頭錐形部分的諸個部分不會被壓制在成形模具與升降件之間，這樣就不會形成環狀條紋。
在製造熱交換用散熱片的過程中，熱交換用散熱片是通過在散熱板中形成多個墩形部分、將墩形部分製成為截頭錐形部分、以及將截頭錐形部分製成為頸圈狀通孔的諸步驟所製成的，用於該製造過程的模具組包括包含有用於形成墩形部分的鼓凸衝頭和由偏壓件始終向上偏壓的升降件的下模，升降件具有通孔，當升降件向下移動時，鼓凸衝頭從中穿過；以及相對移近/離下模的上模，上模包含有鼓凸模具，鼓凸模具具有模孔，當上模相對移至下模時，模孔容納鼓凸衝頭的前端部分，其中，鼓凸模具具有自模孔邊緣朝下模突出的突出部分，並且升降件具有環繞通孔的內凹部分，當上模相對移至下模時，內凹部分容納突出部分，並利用突出部分在散熱板中形成凹部，凹部的直徑大於墩形部分的直徑，它環繞墩形部分、且朝著與墩形部分的突出部分相反的方向凹陷。
在本發明的模具組中，墩形部分和圓形凹部是由鼓凸模具與鼓凸衝頭所形成的，因此圓形凹部可防止構成薄板的材料被朝著墩形部分拉深。在此作用下，不會在諸墩形部分之間形成褶皺。另外，由於墩形部分和圓形凹部的成形還能易於形成上部頸圈。
在該模具組中，設有多組鼓凸衝頭和鼓凸模具，用以分多步將墩形部分製成為截頭錐形部分，並且第一步驟的成形衝頭與成形模具的直徑與鼓凸衝頭和鼓凸模具的直徑大致相等。在這種結構中，位於成形模具外部的、錐形部分或截頭錐形部分的諸個部分不會被壓制，這樣就不會形成環狀條紋。
現在將參照附圖以舉例的方式來描述本發明的實施例，在這些附圖中
圖1是本發明一實施例的、用於製造熱交換用散熱片的模具組的側剖圖；圖2是圖1所示模具組的鼓凸工序段的側剖圖；圖3是圖2所示鼓凸工序段的閉合狀態的側剖圖；圖4是圖3所示鼓凸工序段的打開狀態的側剖圖；圖5是其中形成有頸圈狀通孔的薄板的俯視圖；圖6A是墩形部分的剖視圖；圖6B是第一步成形的截頭錐形部分的剖視圖；圖6C是第二步成形的截頭錐形部分的剖視圖；圖6D是被衝孔和去毛刺的頸圈狀通孔的剖視圖；圖6E是其中形成有凸緣的頸圈狀通孔的剖視圖；圖7是熱交換用散熱片的立體圖；圖8A是其中籍由傳統方法形成有頸圈狀通孔的薄板的俯視圖；以及圖8B是其中籍由傳統方法形成有頸圈狀通孔的薄板的剖視圖。
現在將參照附圖來詳細地描述本發明的諸較佳實施例。
圖1是本發明用於製造熱交換用散熱片的模具組的側剖圖，圖2是圖1所示模具組的鼓凸工序段的側剖圖。請注意，與發明背景中所介紹的結構件相同的部件具有相同的標號，這裡就不再對其詳細描述了。
在圖1中，模具組40包括鼓凸工序段「a」，其中在一薄鋁板上形成多個墩形部分；成形工序段「b」，其中分多步逐漸減小墩形部分的直徑，並將其製成為截頭錐形部分；衝孔一去毛刺工序段「c」，其中相應地在截頭錐形部分中形成通孔，並使通孔的邊緣伸長以形成頸圈；以及擴口工序段「d」，其中相應地在頸圈的前端處形成凸緣。
另外，還在模具組40中設置邊緣修整工序段等，但在圖1中未示出，並且在此不對其加以描述。
在模具組40中，將薄板以預定的間距間歇性地沿著方向「C」傳送。該傳送動作是由模具組40的打開動作來進行的。
模具組40包括固定在上部基座42上的上模45；以及固定在下部基座44上的下模47。上部基座42相對垂直地移近/離下部基座44。
在各個工序段「a」—「d」中均設有一組上模45和下模47，而用於工序段的衝頭和模具則有選擇地安裝在上模45和下模47上。
在各個工序段「a」—「d」中，沿垂直於圖1所示拉深表面的方向排列有多個相同的衝頭和模具。
在鼓凸工序段「a」中設有鼓凸衝頭50和鼓凸模具55。成形工序段「b」則包括緊隨鼓凸工序段「a」的多個步驟。該成形工序段「b」包括第一成形衝頭70、第一成形模具71、第二成形衝頭72、第二成形模具73、第三成形衝頭74和第三成形模具75。也就是在成形工序段「b」中執行三個成形步驟。
第一成形衝頭70的前端直徑略小於鼓凸衝頭55的前端直徑。第一成形模具71的內徑也同樣略小於鼓凸模具50的內徑。
第二成形衝頭72的前端直徑適當地小於第一成形衝頭70的前端直徑；第二成形模具73的內徑適當地小於第一成形模具71的內徑。
第三成形衝頭74的前端直徑適當地小於第二成形衝頭72的前端直徑；第三成形模具75的內徑適當地小於第二成形模具73的內徑。
直徑減小率DR＝D2/D1注意D1是前一個步驟的衝頭和模具的直徑；以及D2是緊隨其後的步驟的衝頭和模具的直徑。
適當的直徑減小率DR為0.8或更大。
下面將參照圖2來介紹鼓凸工序段「a」。
上模45包括固定在上部基座42的底面上的間隔件46，以及固定在該間隔件46的底面上的模板48。
鼓凸模具50安裝在模板48上，當模具組40閉合時，該鼓凸模具用下模47上的鼓凸衝頭55形成墩形部分10。
鼓凸模具50裝配在模板48的孔48b中。該鼓凸模具50相應地具有模孔51，鼓凸衝頭55的前端部分55a可插入到該模孔之中。
鼓凸模具50的底端部分50a自模板48的底面48a向下突出。
下模47包括固定在下部基座44的頂面上的衝板54，鼓凸衝頭55就插入並固定在該衝板中；固定在衝板54的頂面上的衝壓板56；以及由彈簧58始終向上偏壓的升降件52，當模具組40閉合、且上模45對升降件加壓時，該升降件克服彈簧58的彈力向下移動。
在升降件52中形成有通孔60，鼓凸衝頭55的前端部分55a可從該通孔中突出。
在下部基座44與衝板48之間設有高度調節件61和80，以便調節鼓凸衝頭55的高度。鼓凸衝頭55位於其上方。
高度調節件61的頂面和高度調節件80的底面均為斜面(未示出)，這些斜面彼此滑動接觸。對於這種結構，通過將高度調節件61和80的其中之一沿垂直於圖2所示拉深表面的方向相對滑動可改變鼓凸衝頭55的高度。
在升降件52的頂面52a中形成有圓形臺階部分62，它們相應地環繞其中插設有鼓凸衝頭55的通孔60的邊緣。該圓形臺階部分62的深度被設計成可容納鼓凸模具50的突出部分50a，並且當模具組40閉合時，還可使模板48的底面48a與升降件52的頂面52a相接觸。
在模板48中形成有其中可容納墩形部分10的孔64。鼓凸模具50與孔64之間的距離與沿方向「C」來傳送薄板9的一個傳送間距相等。
在升降件52的頂面52a中形成有其中可容納薄板9的圓形凹部68的空腔66，它們相應地面對孔64設置。
下面將描述利用本發明的模具組來製造熱交換用散熱片的方法。
圖3示出了圖2所示模具組的閉合狀態；圖4示出了圖3所示模具組的打開狀態。
通過使上部基座42連同上模45一起向下移動，自模板48向下突出的鼓凸模具50的突出部分50a與薄板9相接觸。然後，鼓凸模具50的突出部分50a進入到升降件52的圓形臺階部分62之中，這樣就在薄板9中形成看似圓形溝槽、且其底部自薄板9的底面突出的圓形凹部68。
緊接著，在突出部分50a與薄板9接觸之後，模板48的底面48a與升降件52的頂面52a相接觸，上模45將升降件52克服彈簧58的彈力向下移動，並且鼓凸衝頭55的前端部分55a與薄板9相接觸。
升降件52進一步向下移動，以致鼓凸衝頭55自通孔60中逐漸突出，並利用鼓凸模具50在薄板9中形成墩形部分10。
當模板48對升降件52加壓、並將它移動至加壓行程的下死點時，模具組40的閉合動作即告完成。與此同時，如圖3所示，由鼓凸衝頭55和鼓凸模具50在薄板9中形成墩形部分10。該墩形部分10的底面直徑略大於所要形成的頸圈7的直徑。圓形凹部68相應地環繞墩形部分10。該圓形凹部68的直徑大於墩形部分10的直徑，並朝著薄板9的底面凹陷。對於這種結構，圓形凹部68可防止構成薄板9的材料被朝著墩形部分10拉深。在該動作中，不會在相鄰的墩形部分10之間形成褶皺，並可使墩形部分10之間的薄板9的厚度均勻。
當模具組40閉合時，墩形部分10與圓形凹部68相應地容納在模板48的孔64和升降件52的空腔66之中，因此，在模具組40的閉合期間，它們不會發生變形。
在模具組40的閉合動作完成時，上部基座42和上模45就向上移動，從而打開模具組40，如圖4所示。在模具組40打開之後，將薄板9沿方向「C」傳送一個間距，以便將墩形部分10傳送至成形工序段「b」。
下面將參照圖6A—6E來描述用於將墩形部分10製成為頸圈狀通孔17的動作。
將由圖2—4所示的模具所形成的墩形部分10傳送至成形工序段「b」的第一步驟，用第一成形衝頭70來第一步加工該墩形部分10。也就是，將墩形部分10製成為截頭錐形部分2。
與傳統方法所不同的是，在第一步驟中第一步加工墩形部分10和圓形凹部68，因此易於將頸圈7的高度做得更高。
如上所述，第一成形衝頭70的直徑與鼓凸衝頭55的直徑大致相等，第一成形模具的直徑與鼓凸模具50的直徑大致相等，這樣各墩形部分10就只有極少部分位於各第一成形模具71的外部，從而可防止形成環狀條紋。
在完成第一步驟之後，用第二成形衝頭72來第二步加工截頭錐形部分2，並將其製成為其高度大於截頭錐形部分2的高度的截頭錐形部分3接著，用第三成形衝頭74來第三步加工截頭錐形部分3，並將其製成為其高度大於截頭錐形部分3的高度的截頭錐形部分4(圖6中未示出)。
第一和第二步驟中的墩形部分或截頭錐形部分的直徑減小量要大於第三步驟中的量，因此環狀條紋顯然是在第一和第二步驟中所形成的。
為了限制形成環狀條紋，在本實施例中，第一成形衝頭70的直徑與鼓凸衝頭55的直徑大致相等，並且第一成形模具71的直徑與鼓凸衝頭50的直徑大致相等。另外，在成形工序段「b」中，緊隨其後的步驟中的成形模具與成形衝頭的直徑要小於前一個步驟中的成形模具與成形衝頭的直徑，該直徑減小率為0.8或更大，從而可有效地防止形成環狀條紋。
當第三步驟完成時，截頭錐形部分4具有足以形成頸圈7的高度。因此，在衝孔—去毛刺工序段「c」中，用衝孔衝頭76(參見圖1)在截頭錐形部分4中鑽設通孔5，並用去毛刺衝頭78(參見圖1)形成頸圈7。最後，在擴口工序段「d」中，在頸圈7的上端處形成凸緣6。通過形成該凸緣6，可形成頸圈狀通孔17。
在上述實施例中，在衝孔—去毛刺工序段「c」中同時形成通孔5和頸圈7，然後，在頸圈7的上端處形成凸緣6。
在另一種實施例中，可在不同的步驟中形成通孔5和頸圈7。
另外，在衝孔—去毛刺工序段「c」中所形成的頸圈7可籍由變薄拉深(ironing)而進一步伸長。
在不脫離本發明精神實質和基本特徵的情況下，本發明可由其它特定的形式來實施。因此，本發明的實施例僅作圖示之用，而不具有任何限制，本發明的範圍是由附加的權利要求、而不是由以上描述所限定的，因而將囊括隸屬於權利要求的含義與等效範圍之中的所有變化。
權利要求
1.一種具有多個頸圈狀通孔的熱交換用散熱片的製造方法，包括下列步驟形成多個墩形部分和多個圓形凹部，所述墩形部分的直徑大於頸圈狀通孔的內徑、並自薄板的一個側面突出，所述圓形凹部的直徑大於墩形部分的直徑，它們各自環繞所述各墩形部分、且朝著所述薄板的另一面凹陷；將所述墩形部分與所述凹部分多步製成為具有預定高度的截頭錐形部分；在所述各截頭錐形部分中形成通孔；將所述通孔的邊緣製成為頸圈；以及在所述各頸圈的前端處形成凸緣。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述墩形部分的直徑與在第一步驟中所形成的所述截頭錐形部分的直徑大致相等。
3.一種用於製造熱交換用散熱片的模具組，其中所述熱交換用散熱片是通過在散熱板中形成多個墩形部分、將所述墩形部分製成為截頭錐形部分、以及將所述截頭錐形部分製成為頸圈狀通孔的諸步驟所製成的，所述模具組包括包含有用於形成墩形部分的鼓凸衝頭和由偏壓件始終向上偏壓的升降件的下模，所述升降件具有通孔，當升降件向下移動時，所述鼓凸衝頭從中穿過；以及相對移近/離所述下模的上模，所述上模包含有鼓凸模具，所述鼓凸模具具有模孔，當所述上模相對移至所述下模時，所述模孔容納鼓凸衝頭的前端部分，其中，所述鼓凸模具具有自模孔邊緣朝所述下模突出的突出部分，並且所述升降件具有環繞所述通孔的內凹部分，當所述上模相對移至所述下模時，所述內凹部分容納所述突出部分，並利用突出部分在所述散熱板中形成凹部，所述凹部的直徑大於所述墩形部分的直徑，它環繞所述墩形部分、且朝著與墩形部分的突出部分相反的方向凹陷。
4.如權利要求3所述的模具組，其特徵在於，設有多組所述鼓凸衝頭和所述鼓凸模具，用以分多步將所述墩形部分製成為所述截頭錐形部分，並且第一步驟的成形衝頭與成形模具的直徑與所述鼓凸衝頭和所述鼓凸模具的直徑大致相等。
全文摘要
一種能限制在熱交換用散熱片中形成褶皺和環狀條紋的、熱交換用散熱片的製造方法。該方法包括下列步驟:形成諸墩形部分和多個圓形凹部,墩形部分的直徑大於頸圈狀通孔的直徑、並自薄板的一個側面突出,圓形凹部的直徑大於墩形部分的直徑,它們各自環繞各墩形部分、且朝著薄板的另一面凹陷;將墩形部分與凹部分多步製成為截頭錐形部分;在各截頭錐形部分中形成通孔;將通孔的邊緣製成為頸圈;以及在各頸圈的前端處形成凸緣。
文檔編號B21D35/00GK1334154SQ0112115
公開日2002年2月6日 申請日期2001年5月31日 優先權日2000年7月13日
發明者日高升太郎, 山田守 申請人:日高精機株式會社