CN107738115B - 一种成型散热齿的加工装置及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成型散热齿的加工装置，它包括驱动器和夹具，驱动器包括工作台（1）、设置于工作台（1）上的基板（2）和固定座（3），固定座（3）位于基板（2）的后侧，固定座（3）的前端面上旋转安装有丝杆（4），固定座（3）的顶部设置有伺服电机（5），伺服电机（5）的输出轴与丝杆（4）的上端部连接；夹具包括真空吸盘底座（13）、工件定位条（14）、工件固定板（15）、设置于真空吸盘底座（13）顶部的真空吸盘（16），真空吸盘底座（13）内开设有型腔，真空吸盘底座（13）的前端面上设置有真空阀（17）和排气阀（18）。本发明的有益效果是：快速调整正弦角、适用于少量多样产品生产、适用于批量生产、提高散热齿成型效率、工装工件牢固快速。

Description

一种成型散热齿的加工装置及其成型方法

技术领域

本发明涉及散热齿一体成型的技术领域，特别是一种成型散热齿的加工装置及其成型方法。

背景技术

目前随着科学技术发展，便捷的移动技术、5G移动通信、智能LED路灯、工业4.0变革开始、物联网持续发展、新能源汽车技术等人人可用的技术，让人们的生活更加便利、安全和环保。高可靠度半导体功率器件产品正向着小型化，高集成，高速度，高效能，高功率方向发展，这些半导体器件不可避免会产生比已往更多的热，半导体器件的散热问题如果没有解决好，高温将直接导致半导体器件效能下降；为使半导体器件的效能稳定，半导体器件的散热设计变的极其重要，否则设备性能无法提高或无法正常工作。为解决半导体器件的散热问题通常采用散热片对其进行散热。

传统挤压散热片工艺的优点在于技术成熟，成本较低。不过随着电子半导体芯片电流密度的不断增大，其缺点也逐渐暴露出来，由于受模具强度的限制散热器翅片的密度比较低，不能满足飞速发展的电子设备的散热要求。

插齿散热片是用薄而密的散热鳍片与散热底板用巨大的压力进行嵌合。这种技术可用铜﹑铝鳍片与铜﹑铝底板进行任意结合和搭配，并且也有效的避免了在焊接过程中，各种焊接锡膏导热不均衡而产生了新的热阻的弊端。但由于其经过高低温多次循环后，散热热阻增加，且有齿片脱落现象，现存在可靠性问题。

焊接一般应用于采用铜材料的散热器上，其加工原理是将一片片薄的铜片制作成翅片，并且与底座进行很好的连接，这个原理就是焊接技术。回流焊接就是通过计算机对焊接的温度和时间参数进行精确设定，从而使焊膏和被焊接的金属充分接触。这种加工工艺可以用来制造翅片密度非常高的散热器，但是其复杂的加工工艺。因加工过程中需加温使焊膏融化，助焊剂也同时会挥发，产生大量废气。另外由于其翅片和基体之间存在焊接热阻，严重影响其散热性能的提高。此外工件在焊接时，发生热变化，影响焊接精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、快速调整正弦角、适用于少量多样产品生产、适用于批量生产、提高散热齿成型效率、工装工件牢固快速的成型散热齿的加工装置及其成型方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种成型散热齿的加工装置，它包括驱动器和夹具，所述驱动器包括工作台、设置于工作台上的基板和固定座，固定座位于基板的后侧，固定座的前端面上旋转安装有丝杆，固定座的顶部设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与丝杆的上端部连接，丝杆上连接有可沿丝杆做上下移动的基座，基座的顶部设置有前后设置的直线导轨，直线导轨上安装有滑块，滑块的顶部设置有直线轴承座，直线轴承座内旋转安装有直轴A，直轴A垂直于直线导轨设置，所述基板的顶部设置有两个支撑轴承组件，两个支撑轴承组件之间旋转安装有直轴B，直轴B平行于直轴A设置；

所述夹具包括真空吸盘底座、工件定位条、工件固定板、设置于真空吸盘底座顶部的真空吸盘，真空吸盘底座内开设有型腔，真空吸盘底座的前端面上设置有真空阀和排气阀，真空阀位于排气阀的上方，且真空阀距型腔底部的间距大于排气阀距型腔底部的间距，真空吸盘底座的底表面上且位于其前后侧分别固设有正弦角度调节轴承组件和真空吸盘旋转轴承组件，正弦角度调节轴承组件内的轴承安装于直轴A上，真空吸盘旋转轴承组件的轴承安装于直轴B上；所述工件定位条平行于直轴A设置且固设于真空吸盘的顶部，真空吸盘的前端面上设置有螺纹孔，工件固定板为L板，工件固定板的垂直板上开设有腰形孔，工件固定板的水平板位于真空吸盘的上方，工件固定板经锁紧螺钉穿过腰形孔且与螺纹孔螺纹连接。

所述的工作台的顶部开设有多个前后设置的T形槽，所述的基板上连接有螺杆，螺杆穿过基板且抵压于T形槽中。

所述的基座的顶部设置有两个直线导轨，两个直线导轨之间设置有安装板。

所述的直线轴承座固设于安装板上。

所述加工装置成型散热齿的方法，它包括以下步骤：

S1、初始向将工作台安装于水平液压滑台上；工件的夹持，先拧松锁紧螺钉，再将工件放置于真空吸盘的顶表面上，随后将工件的一端靠在工件定位条上，再将工件的另一端靠在工件固定板的垂直板上，使工件固定板的水平板压在工件的顶部，然后拧紧锁紧螺钉，以将工件固定于工件定位条和工件固定板之间，最终实现了工件的夹持；

S2、工件的工装，先将真空吸盘放置于真空吸盘底座的顶部，先关闭排气阀再打开真空阀，利用抽真空泵对型腔抽真空，从而使真空吸盘吸附在真空吸盘固定座顶部，最终实现了工件的工装；

S3、控制伺服电机做正反转，伺服电机带动基座沿着丝杆做上下移动，实现工件的俯仰调节，进一步调整了工件的正弦角度，当工件位置调到位后，通过液压滑台使工件向右做进给运动，热齿成型刀具位置不变，热齿成型刀具切削工件，铲削后形成散热齿，因此一次性成型多个散热齿，得到散热产品。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、显著提高散热性能、提高散热齿成型效率、工装工件牢固快速。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为驱动器的结构示意图；

图3 为夹具的结构示意图；

图4 为图3的I部局部放大视图；

图5 为图1的II部局部放大视图；

图中，1-工作台，2-基板，3-固定座，4-丝杆，5-伺服电机，6-基座，7-直线导轨，8-滑块，9-直线轴承座，10-直轴A，11-支撑轴承组件，12-直轴B，13-真空吸盘底座，14-工件定位条，15-工件固定板，16-真空吸盘，17-真空阀，18-排气阀，19-正弦角度调节轴承组件，20-真空吸盘旋转轴承组件，21-腰形孔，22-锁紧螺钉，23-T形槽，24-工件，25-散热齿成型刀具，26-散热齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~5所示，一种成型散热齿的加工装置，它包括驱动器和夹具，所述驱动器包括工作台1、设置于工作台1上的基板2和固定座3，固定座3位于基板2的后侧，固定座3的前端面上旋转安装有丝杆4，固定座3的顶部设置有伺服电机5，伺服电机5的输出轴与丝杆4的上端部连接，丝杆4上连接有可沿丝杆4做上下移动的基座6，基座6的顶部设置有前后设置的直线导轨7，直线导轨7上安装有滑块8，滑块8的顶部设置有直线轴承座9，直线轴承座9内旋转安装有直轴A10，直轴A10垂直于直线导轨7设置，所述基板2的顶部设置有两个支撑轴承组件11，两个支撑轴承组件11之间旋转安装有直轴B12，直轴B12平行于直轴A10设置。

所述夹具包括真空吸盘底座13、工件定位条14、工件固定板15、设置于真空吸盘底座13顶部的真空吸盘16，真空吸盘底座13内开设有型腔，真空吸盘底座13的前端面上设置有真空阀17和排气阀18，真空阀17位于排气阀18的上方，且真空阀17距型腔底部的间距大于排气阀18距型腔底部的间距，真空吸盘底座13的底表面上且位于其前后侧分别固设有正弦角度调节轴承组件19和真空吸盘旋转轴承组件20，正弦角度调节轴承组件19内的轴承安装于直轴A10上，真空吸盘旋转轴承组件20的轴承安装于直轴B12上；所述工件定位条14平行于直轴A10设置且固设于真空吸盘16的顶部，真空吸盘16的前端面上设置有螺纹孔，工件固定板15为L板，工件固定板15的垂直板上开设有腰形孔21，工件固定板15的水平板位于真空吸盘16的上方，工件固定板15经锁紧螺钉22穿过腰形孔21且与螺纹孔螺纹连接。初始状态下真空阀17与抽真空装置连接，排气阀18和真空阀17均处于关闭状态。

所述的工作台1的顶部开设有多个前后设置的T形槽23，所述的基板2上连接有螺杆，螺杆穿过基板2且抵压于T形槽23中。如图1所示，本实施例中，所述的基座6的顶部设置有两个直线导轨7，两个直线导轨7之间设置有安装板，所述的直线轴承座9固设于安装板上。

所述加工装置成型散热齿的方法，它包括以下步骤：

S1、初始向将工作台1安装于水平液压滑台上；工件的夹持，先拧松锁紧螺钉22，再将工件24放置于真空吸盘16的顶表面上，其中工件24铜工件或铝工件，随后将工件24的一端靠在工件定位条14上，再将工件24的另一端靠在工件固定板15的垂直板上，使工件固定板15的水平板压在工件24的顶部，然后拧紧锁紧螺钉22，以将工件24固定于工件定位条14和工件固定板15之间，最终实现了工件的夹持；

S2、工件的工装，先将真空吸盘16放置于真空吸盘底座13的顶部，先关闭排气阀18再打开真空阀17，利用抽真空泵对型腔抽真空，从而使真空吸盘16吸附在真空吸盘固定座3顶部，最终实现了工件的工装；

S3、控制伺服电机5做正反转，伺服电机5带动基座6沿着丝杆4做上下移动，实现工件的俯仰调节，进一步调整了工件的正弦角度，当工件位置调到位后，通过液压滑台使工件24向右做进给运动，热齿成型刀具25位置不变，热齿成型刀具25切削工件，铲削后形成散热齿26，因此一次性成型多个散热齿，得到散热产品；在Z方向上向下移动热齿成型刀具25一定距离，同时向左滑动滑台，为下次成型做准备，如此循环操作，即在工件24上沿其长度方向上切削出数个散热齿。因此该装置实现了散热齿的一体成型，相比传统的插齿散热片，无需焊接成型，显著提高散热性能，同时提高了散热齿成型效率。

Claims (1)

1.一种成型散热齿的成型方法，该方法采用加工装置，所述加工装置包括驱动器和夹具，所述驱动器包括工 作台（1）、设置于工作台（1）上的基板（2）和固定座（3），固定座（3）位于基板（2）的后侧，固定 座（3）的前端面上旋转安装有丝杆（4），固定座（3）的顶部设置有伺服电机（5），伺服电机（5） 的输出轴与丝杆（4）的上端部连接，丝杆（4）上连接有可沿丝杆（4）做上下移动的基座（6）， 基座（6）的顶部设置有前后设置的直线导轨（7），直线导轨（7）上安装有滑块（8），滑块（8）的 顶部设置有直线轴承座（9），直线轴承座（9）内旋转安装有直轴A（10），直轴A（10）垂直于直 线导轨（7）设置，所述基板（2）的顶部设置有两个支撑轴承组件（11），两个支撑轴承组件 （11）之间旋转安装有直轴B（12），直轴B（12）平行于直轴A（10）设置；

所述夹具包括真空吸盘底座（13）、工件定位条（14）、工件固定板（15）、设置于真空吸盘底座（13）顶部的真空吸盘（16），真空吸盘底座（13）内开设有型腔，真空吸盘底座（13）的前端面上设置有真空阀（17）和排气阀（18），真空阀（17）位于排气阀（18）的上方，且真空阀（17）距型腔底部的间距大于排气阀（18）距型腔底部的间距，真空吸盘底座（13）的底表面上且位于其前后侧分别固设有正弦角度调节轴承组件（19）和真空吸盘旋转轴承组件（20），正弦角度调节轴承组件（19）内的轴承安装于直轴A（10）上，真空吸盘旋转轴承组件（20）的轴承安装于直轴B（12）上；所述工件定位条（14）平行于直轴A（10）设置且固设于真空吸盘（16）的顶部，真空吸盘（16）的前端面上设置有螺纹孔，工件固定板（15）为L板，工件固定板（15）的垂直板上开设有腰形孔（21），工件固定板（15）的水平板位于真空吸盘（16）的上方，工件固定板（15）经锁紧螺钉（22）穿过腰形孔（21）且与螺纹孔螺纹连接，所述的工作台（1） 的顶部开设有多个前后设置的T形槽（23），所述的基板（2）上连接有螺杆，螺杆穿过基板（2） 且抵压于T形槽（23）中，所述的基座（6）的 顶部设置有两个直线导轨（7），两个直线导轨（7）之间设置有安装板，所述的直线轴承座 （9）固设于安装板上，其特征在于：该方法包括 以下步骤：

S1、初始向将工作台（1）安装于水平液压滑台上；工件的夹持，先拧松锁紧螺钉（22），再将工件（24）放置于真空吸盘（16）的顶表面上，随后将工件（24）的一端靠在工件定位条（14）上，再将工件（24）的另一端靠在工件固定板（15）的垂直板上，使工件固定板（15）的水平板压在工件（24）的顶部，然后拧紧锁紧螺钉（22），以将工件（24）固定于工件定位条（14）和工件固定板（15）之间，最终实现了工件的夹持；

S2、工件的工装，先将真空吸盘（16）放置于真空吸盘底座（13）的顶部，先关闭排气阀（18）再打开真空阀（17），利用抽真空泵对型腔抽真空，从而使真空吸盘（16）吸附在真空吸盘固定座（3）顶部，最终实现了工件的工装；

S3、控制伺服电机（5）做正反转，伺服电机（5）带动基座（6）沿着丝杆（4）做上下移动，实现工件的俯仰调节，进一步调整了工件的正弦角度，当工件位置调到位后，通过液压滑台使工件（24）向右做进给运动，热齿成型刀具（25）位置不变，热齿成型刀具（25）切削工件，铲削后形成散热齿（26），因此一次性成型多个散热齿，得到散热产品。