一种散热器加工方法、散热器及加工设备与流程

本发明涉及金属精密加工，具体涉及一种散热器加工方法、散热器及加工设备。

背景技术：

1、铲削工艺是制造一体式散热器的关键技术，通过该工艺制成的散热器因其基板与鳍片之间无界面热阻，导热性能优异，被广泛应用于新能源汽车、大功率电子设备及工控领域。传统的铲削工艺通常是直接在金属毛坯上连续铲削出薄壁鳍片。

2、然而，随着散热器功率密度的不断提升，对鳍片薄型化、密集化的要求也越来越高。在加工过程中，厚度极小的薄壁鳍片自身刚性差，受到切削力、切削热以及材料内部应力释放的综合影响，极易发生弯曲、倒伏甚至撕裂等变形，导致产品报废。为解决此问题，行业内有方案提出先加工出具有一定强度的支撑结构，再加工鳍片，利用支撑结构对鳍片进行侧向限位。

3、尽管上述方案在一定程度上缓解了鳍片倒伏的问题，但新的技术痛点随之出现。铲削成型的散热器半成品通常需要进行后续的端面裁切、外形轮廓修整等精修工序。在这些工序中会产生大量细碎的金属切屑，这些切屑极易飞溅并卡入狭窄的鳍片间隙中。卡在间隙中的切屑不仅难以清理，更严重的是会在高频振动的加工环境中对薄壁鳍片造成刮擦、刻伤，直接导致产品外观和性能不合格。

4、此外，铲削工艺本身需要施加较大的切削力，而常规的真空吸盘装夹方式对于大尺寸或薄型金属毛坯提供的夹持刚性往往不足，加工过程中工件易产生微小的位移和振动，这直接影响了铲削的精度和最终产品的尺寸一致性。同时，传统的单工位作业模式下，机内加工与机外辅助操作只能串行进行，导致设备有效加工时间短，整体生产节拍慢，难以满足规模化生产的需求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的薄壁鳍片加工易变形、精修工序切屑污染、工件装夹刚性不足以及生产效率低下等技术问题，本发明提供了一种散热器加工方法、散热器及加工设备。

2、本发明提供的一种散热器加工方法，包括：s1、对工件进行装夹；s2、采用第一铲削刀具在所述工件上铲削出一斜面作为基准面；s3、采用第二铲削刀具在所述工件上铲削形成若干个支撑片；s4、采用所述第一铲削刀具在所述支撑片后方铲削形成若干片鳍片，循环s3和s4，以制得底板、鳍片和支撑片一体成型的散热器；s5、对所述散热器进行精修处理。

3、在一个实施方案中，所述s3中，所述第二铲削刀具以第一入刀角度在所述基准斜面上一次铲削形成所述支撑片。

4、在一个实施方案中，所述s3中，所述第二铲削刀具先以第二入刀角度在所述基准斜面上铲削出缺口，再以第三入刀角度从所述缺口处铲削形成所述支撑片。

5、在一个实施方案中，所述s3中，先采用第三铲削刀具在所述基准斜面上铲削出预开缺口，再采用所述第二铲削刀具在所述预开缺口内铲削形成所述支撑片，所述预开缺口的宽度大于所述支撑片的宽度。该方案用于解决工件旋转换位错位导致下刀位置产生毛刺的问题。

6、在一个实施方案中，所述基准斜面与水平面之间的夹角为α1，所述第二铲削刀具铲削出缺口时的入刀角度为α2，所述第二铲削刀具铲削形成支撑片时的入刀角度为α3，满足：α2 ＞ α3 ＞ α1。优选地，α2为30°~60°，α3为5°~20°，但本发明不限于此。

7、在一个实施方案中，所述s1中，对工件进行装夹包括：通过真空吸附对所述工件进行初步定位，并向所述工件与吸盘的接触底面喷射液体且对所述液体进行冷却使其冻结成冰层，以增强装夹刚性。

8、在一个实施方案中，所述支撑片由所述第二铲削刀具铲削成型后，所述支撑片的整体轮廓呈三角形，且所述支撑片的根部厚度大于顶部厚度。该形状由刀具的入刀角度、刀尖形状和进给方向共同决定，属于工艺必然结果。

9、在一个实施方案中，所述第一铲削刀具和所述第二铲削刀具分别配置有独立的伸缩驱动装置。

10、在一个实施方案中，所述s5中，在对所述散热器进行精修处理之前，向所述鳍片之间的间隙内引入可固化的相变介质并使其固化，以在所述间隙内形成固态保护性屏障；在所述固态保护性屏障封堵所述间隙的状态下，对所述散热器进行精修处理；精修处理后，移除所述固态保护性屏障。

11、在一个实施方案中，所述相变介质为水，所述固态保护性屏障为冰；移除所述固态保护性屏障的方式包括常温静置、热风吹扫或加热融化，并配合高压气体吹扫。

12、在一个实施方案中，所述方法采用双工位轮换作业模式，在一个工位执行铲削和精修处理的同时，在另一工位同步执行装夹、形成固态保护性屏障或移除固态保护性屏障中的至少一项。

13、本发明还提供一种散热器，包括：底板；若干鳍片，所述鳍片由所述底板一体向上延伸形成；若干支撑片，所述支撑片与所述底板和所述鳍片一体成型，且设置于相邻的所述鳍片之间；所述支撑片的端部与相邻的所述鳍片抵接或非抵接；所述支撑片的根部厚度大于顶部厚度；所述支撑片和所述鳍片由铲削工艺一体成型。

14、优选地，所述支撑片的整体轮廓呈三角形。

15、本发明还提供一种散热器加工设备，包括：机架；加工台，设置于所述机架上；加工机构，包括第一铲削刀具和第二铲削刀具，所述第一铲削刀具用于铲削基准面和鳍片，所述第二铲削刀具用于铲削支撑片；所述第一铲削刀具和所述第二铲削刀具分别配置有独立的伸缩驱动装置；所述散热器加工设备被配置为执行上述加工方法。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、第一，通过分步铲削工艺，先形成支撑片再形成薄壁鳍片，利用一体成型的支撑片对薄壁鳍片提供有效的侧向支撑，解决了薄壁鳍片在加工和使用中易倒伏、变形的技术难题。

18、第二，通过三种不同的铲削方案，可适应不同高度支撑片的加工需求，并解决工件旋转换位错位导致下刀位置产生毛刺的问题。

19、第三，通过角度关系α2 ＞ α3 ＞ α1的优化设计，保证支撑片根部厚度大于顶部厚度，提高支撑强度。

20、第四，采用真空吸附与界面结冰相结合的复合工件装夹方式，大幅提升了装夹刚性，有效抑制了工件在大切削力下的振动和微位移，保证了加工精度。

21、第五，通过引入双工位轮换作业模式，实现了机内加工与机外辅助操作的并行处理，大幅缩短了生产节拍，提高了设备利用率和生产效率。

1.一种散热器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述s3中，所述第二铲削刀具以第一入刀角度在所述基准斜面上一次铲削形成所述支撑片。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述s3中，所述第二铲削刀具先以第二入刀角度在所述基准斜面上铲削出缺口，再以第三入刀角度从所述缺口处铲削形成所述支撑片。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述s3中，先采用第三铲削刀具在所述基准斜面上铲削出预开缺口，再采用所述第二铲削刀具在所述预开缺口内铲削形成所述支撑片，所述预开缺口的宽度大于所述支撑片的宽度。

5. 根据权利要求2至4中任一项所述的加工方法，其特征在于，所述基准斜面与水平面之间的夹角为α1，所述第二铲削刀具铲削出缺口时的入刀角度为α2，所述第二铲削刀具铲削形成支撑片时的入刀角度为α3，满足：α2 ＞ α3 ＞ α1。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述s1中，对工件进行装夹包括：通过真空吸附对所述工件进行初步定位，并向所述工件与吸盘的接触底面喷射液体且对所述液体进行冷却使其冻结成冰层，以增强装夹刚性。

7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述支撑片由所述第二铲削刀具铲削成型后，所述支撑片的整体轮廓呈三角形，且所述支撑片的根部厚度大于顶部厚度。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述第一铲削刀具和所述第二铲削刀具分别配置有独立的伸缩驱动装置。

9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述s5中，在对所述散热器进行精修处理之前，向所述鳍片之间的间隙内引入可固化的相变介质并使其固化，以在所述间隙内形成固态保护性屏障；在所述固态保护性屏障封堵所述间隙的状态下，对所述散热器进行精修处理；精修处理后，移除所述固态保护性屏障。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述相变介质为水，所述固态保护性屏障为冰；移除所述固态保护性屏障的方式包括常温静置、热风吹扫或加热融化，并配合高压气体吹扫。

11.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述方法采用双工位轮换作业模式，在一个工位执行铲削和精修处理的同时，在另一工位同步执行装夹、形成固态保护性屏障或移除固态保护性屏障中的至少一项。

12.一种散热器，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的散热器，其特征在于，所述支撑片的整体轮廓呈三角形。

14.一种散热器加工设备，其特征在于，包括：