CN101941040A - 灯杯冷锻模具及灯杯的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED散热灯杯冷锻模具及灯杯的制造方法。冲头、上模和下模具，所述冲头和上模复合于一体，在冲头的下部设置上模；所述下模上部设置有放射状鳍片凹模，所述鳍片凹模正下部设置有中央凸起，所述中央凸起的周围设置有体积分流空间，所述中央凸起形成灯杯的中央空腔。制备灯杯时，将毛坯料放于下模具正上方，用冲头下压，使坯料向模具空腔内延展，受模具的约束，坯料可一次成型为灯杯。在模具相应的位置上设置凸起，还可在灯杯底板上一起成型固定螺孔和导线孔。由于模具表面平整度高，成型后的灯杯较平整。还可根据具体需要设置模具形状，以制造出更多式样的灯杯。

Description

灯杯冷锻模具及灯杯的制造方法 
技术领域
本发明涉及一种LED散热灯杯冷锻模具及灯杯的制造方法。 
背景技术
散热问题乃是LED照明的重要技术瓶颈之一，因90％输入电能必须转换成热能排出，且LED晶粒属半导体材料，无法耐高温(＜120℃)，再加上灯具不能使用风扇散热，并需考量灯具外观造型与光学设计，因此LED照明灯具技术是一项高度复杂的科技，目前LED灯的散热主要依靠LED灯杯。 
现有技术中制造LED散热灯杯的方法主要有挤压技术、压铸技术和接合型制程技术。 
铝挤压技术就是将铝锭高温加热，在高压下让铝液流经具有沟槽的挤型模具，做出散热片初胚，再用车床按需要的形状把多余部分的散热铝材切除，形成灯杯形状的散热器，做出的散热器灯杯的鳍片由于本身材质的限制散热鳍片的高度和厚度之比，在有限的空间内很难提高散热面积，故铝挤压技术制造散热灯杯散热效果比较差。并且由于挤压技术只能在同一方向上制作散热鳍片，在LED灯杯结合铝基板处(灯杯底板)无法通过挤压办法形成，只能通过外加铝板加压结合的方法来实现，该处也会形成热阻，造成导热不良。该技术需要多层工艺技术，工作量大，并且材料的利用率低，造成制造的成本较高。 
压铸技术就是通过将铝锭熔解成液态后，填充入金属模型内，利用压铸机直接压铸成型，制成led散热灯杯，采用压铸法可以将鳍片做成多种立体形状，散热片可依需求做成复杂形状，一次形成灯杯，该技术因工艺简单而被广泛采用。但是该方法制备的产品成型性差，而且该方法不适合薄铸件，因此该制造技术无法增加散热面积，导致散热效果不佳；压铸时表面流纹及氧 化渣过多，会降低热传效果；冷却时内部微缩孔偏高，实质热传导率降低；而且制造出的灯杯质量较大，耗材多；成本高。 
接合型制程技术是先用铝或铜板做成鳍片，之后利用导热膏或焊锡将鳍片结合在灯杯底座上。接合型散热器的特点是鳍片突破原有的比例限制，散热效果好，而且还可以选用不同的材质做鳍片。此制程的优点为散热器高厚比可高达20以上，散热效果佳，重量轻，可以按需求制作不同的形状的灯杯。其缺点也是明显的，需要先用剪切机裁剪出需要的散热鳍片，再把鳍片焊接成形，工艺复杂，加工成本高。 
发明内容
本发明提供一种制备散热效果好的灯杯的冷锻模具。 
本发明的灯杯冷锻模具，包括：冲头、上模和下模具，所述冲头和上模复合于一体，在冲头的下部设置上模；所述下模上部设置有放射状鳍片凹模，所述鳍片凹模正下部设置有中央凸起，所述中央凸起的周围设置有体积分流空间，所述中央凸起形成灯杯的中央空腔。 
优选地，所述上模形成灯杯的底板，在所述上模上对应灯杯底板的中央有凸起，所述凸起形成灯杯底部的固定螺孔和导线孔。 
优选地，所述上模内灯杯底板的边缘设置为圆角，形成的灯杯底板的边缘为圆角。
优选地，所述下模内鳍片边缘设置为圆角，形成的灯杯鳍片边缘为圆角。 
本发明还提供一种利用上述冷锻模具制备灯杯的方法：包括如下步骤： 
(1)准备权利要求1所述的灯杯冷锻模具，备用； 
(2)准备圆柱形毛坯料，所述毛坯料的重量与成型后的灯杯的重量相符，备用； 
(3)将步骤(2)的毛坯料放置于下模的鳍片凹模的正上方； 
(4)下降冲头，对毛坯料加压，使其向模具约束空间内延展，形成灯杯 鳍片。 
优选地，步骤(2)的毛胚料先进行皂化处理，然后再进行步骤(3)。 
优选地，准备方法中所用模具其上模形成灯杯的底板，在所述上模上对应灯杯底板的中央有凸起，所述凸起形成灯杯底部的固定螺孔和导线孔。 
优选地，准备方法中上模内灯杯底板的边缘设置为圆角，形成的灯杯底板的边缘为圆角。 
优选地，准备方法中下模内鳍片边缘设置为圆角，形成的灯杯鳍片边缘为圆角。 
本发明的灯杯冷锻模具为高强度正挤压模具，利用该模具使用冷锻加工，可使坯料一次成型散热灯杯，尤其是LED带鳍片散热灯杯。冷锻工序中同时形成固定灯板用的固定螺孔以及连接导线用的导线孔，还可在成型的灯杯鳍片边缘形成为R角，因为下模鳍片顶端已经是R角(圆角)，因此坯料在延展过程中受凹模限制形成R角。模具的表面具有跟高的平整度，冷锻加工出的灯杯底板具有很高的平整度，只需要添加热硅脂即可直接与LED铝基板相接触，增加导热效果。利用灯杯底板上形成的固定螺孔与LED铝基板采用螺丝紧固，也可增加导热效果。形成的灯杯所有部件均通过一次的冷锻加压成型，成型后的灯杯即可直接使用，工艺简单，做出的鳍片高厚比铸造技术的的要高，一般为10-16之间，是较好的散热范围，因此散热效果好，质量轻，成本低，适合大批量生产。 
附图说明
图1为本发明灯杯冷锻模具的一个优选实施例中，灯杯冷锻模具的结构示意图； 
图2为图1中下模的A所示方向的视图， 
图3为毛坯料的结构示意图； 
图4为图1所示模具成型的灯杯的结构示意图； 
图5为图4所示灯杯从鳍片顶端方向下的视图； 
图6为本发明的另一个优选实施例中，成型的灯杯的结构示意图。 
具体实施方式
本发明的灯杯冷锻模具，包括：冲头、上模和下模具，所述冲头和上模复合于一体，在冲头的下部设置上模；所述下模上部设置有放射状鳍片凹模，所述鳍片凹模正下部设置有中央凸起，所述中央凸起的周围设置有体积分流空间，所述中央凸起形成灯杯的中央空腔。优选地，所述上模形成灯杯的底板，在所述上模上对应灯杯底板的中央有凸起，所述凸起形成灯杯底部的固定螺孔和导线孔。优选地，所述上模内灯杯底板的边缘设置为圆角，形成的灯杯底板的边缘为圆角。优选地，所述下模内鳍片边缘设置为圆角，形成的灯杯鳍片边缘为圆角。 
如图1和图2所示，为本发明的一个优选实施例中，灯杯冷锻模具的结构示意图(透视图)。图4为图1所示模具成型的灯杯的结构示意图。冲头1和上模2复合于一体，上模2设置在冲头1的下方，上模具2成型灯杯5的底板51，上模具2上设置有凸起21、22等，可成型灯杯5的底板上的固定螺孔54和导线孔53。下模3的上部设置有发散状鳍片凹模32，鳍片凹模32呈水平状排列，在鳍片凹模32的下方、下模内部设置有圆柱状中央凸起31，中央凸起31形成灯杯5的中央空腔。柱状中央凸起31的周围、与下模之间设置有体积分流空间33(模腔)。图2为下模的A所示方向的视图。在模具中对应鳍片的边缘、顶端和底板的边缘等处都设置为圆角，由于模具内设置为圆角，锻压使坯料受模具的约束也成为圆角。 
利用图1所示的模具制备灯杯的方法：准备图1所示的模具，和图3所示的圆柱形毛坯料4，毛坯料4的重量与成型后的灯杯5的重量相对应(重量尽量相同)；将毛坯料4放置于下模2的鳍片32的正上方；将冲头1下压，对毛坯料4施加压力而向模具的空腔内延展，毛坯料受模具约束成型图4所 示的灯杯。 
在本发明的其他优选实施例中，可根据需要调整模具的具体形状，以便做出适合不同规格和形状的灯杯。如图6所示，为本发明的另一个优选实施例中，利用本发明的冷锻方法成型的灯杯的结构示意图。 
本发明的灯杯冷锻模具设计构思巧妙，结合冷锻方法，可使坯料一次成型散热灯杯，尤其是LED带鳍片散热灯杯，冷锻工序中同时形成固定灯板用的固定螺孔以及连接导线用的导线孔，还可在成型的灯杯鳍片边缘形成为R角，因为下模鳍片顶端已经是R角，因此坯料在延展过程中受凹模限制形成R角。模具的表面具有跟高的平整度，冷锻加工出的灯杯底板具有很高的平整度，只需要添加热硅脂即可直接与LED铝基板相接触，增加导热效果。利用灯杯底板上形成的固定螺孔与LED铝基板采用螺丝紧固，也可增加导热效果。形成的灯杯所有部件均通过一次的冷锻加压成型，成型后的灯杯即可直接使用，工艺简单，做出的鳍片高厚比比铝挤压技术准备的要高，因此散热效果好，质量轻，成本低，适合大批量生产。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种灯杯冷锻模具，其特征在于，包括：
冲头、上模和下模具，所述冲头和上模复合于一体，在冲头的下部设置上模；所述下模上部设置有放射状鳍片凹模，所述鳍片凹模正下部设置有中央凸起，所述中央凸起的周围设置有体积分流空间。
2.如权利要求1所述的灯杯冷锻模具，其特征在于，在所述上模上有凸起。
3.如权利要求2所述的灯杯冷锻模具，其特征在于，所述上模内灯杯底板的边缘设置为圆角。
4.如权利要求2或3所述的灯杯冷锻模具，其特征在于，所述下模内鳍片边缘设置为圆角。
5.一种制造灯杯的冷锻方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)准备权利要求1所述的灯杯冷锻模具，备用；
(2)准备圆柱形毛坯料，所述毛坯料的重量与成型后的灯杯的重量相符，备用；
(3)将步骤(2)的毛坯料放置于下模的鳍片凹模的正上方；
(4)下降冲头，对毛坯料加压，使其向模具约束空间内延展，形成灯杯鳍片。
6.如权利要求5所述的冷锻方法，其特征在于，所述上模形成灯杯的底板，在所述上模上对应灯杯底板的中央有凸起，所述凸起形成灯杯底部的固定螺孔和导线孔。
7.如权利要求5或6所述的冷锻方法，其特征在于，所述上模内灯杯底板的边缘设置为圆角，形成的灯杯底板的边缘为圆角。
8.如权利要求6所述的冷锻方法，其特征在于，所述下模内鳍片边缘设置为圆角，形成的灯杯鳍片边缘为圆角。
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