各種類型的散熱器型材的結構都是由多個齒形組成，為了提高散熱效率、增大散熱面積，在每個齒上大都有多個尖牙。這種結構雖然有效地提高了散熱效率，改善了散熱效果，但卻給型材擠壓帶來了很大阻力。

    圖1所示的散熱器型材的平模設計結構中，每個齒形的懸臂較小，其舌比小于3.0，采用普通平模的設計結構，即可實現正常的型材擠壓。而對于圖2所示的帶有大懸臂的散熱器型材，由于其舌比大于3.0，采用普通的平模的設計結構，在擠壓時極易造成模具從齒根部斷裂，致使模具報廢。因此，對于大懸臂的散熱器型材，必須改變常用的設計方案，避免上述斷裂現象的發生。
 

圖1散熱器型材的平模設計結構

    1  斷面分析

    圖2為某大懸臂的散熱器型材的截面設計圖。此散熱器型材及其截面外形長度為170mm，高度為45mm，設計有14個35mm高的齒，兩齒間距為10mm，在每個齒的兩側布有高0.3mm、間距1.0mm的齒牙。從其標明的尺寸上可計算出此散熱器型材懸臂處舌比為：(45－10)／(10－3)=4.69>3.0，各齒均存在著危險斷面。特別是該截面的底部壁厚較大(厚達10mm)，而齒部最薄處的壁厚僅為1.5mm，截面壁厚相差懸殊，更增大了危險斷面的斷裂系數。

    另外，從圖中的技術要求中得知，擠壓此型材的擠壓筒內徑僅為Φ170mm，而此型材截面的外接圓直徑卻為Φl75.8 mm，大于擠壓筒內徑，要實現型材王常擠壓的難度很大。
 

圖2 型材截面設計圖

    2 設計分析

    2.1 設計結構分析

    從型材截面的分析中可知，此散熱器型材的齒部懸臂較大，舌比達4.69，屬于危險斷面。對于用來擠壓型材的模具，其危險斷面是型孔的齒尖處。

    這種大懸臂的散熱器型材模具，如果選用普通平模的設計結構，由于其底部壁厚與齒部壁厚相差懸殊，而齒部又布有多個尖牙，使齒部的擠壓阻力很大，致使危險斷面的斷裂系數增大，模具的擠壓壽命大大降低。

    為了使模具在擠壓時模孔各部的流速均勻、擠壓平穩，在設計模具結構時，打破了實心型材大都采用平模形式的常規設計理念，將此型材模具設計成帶有流口、分流橋的分流模的形式，與常規分流模所不同的是，在此分流模的上模分流橋上，沒有決定型材內孔尺寸的型芯部分，因此，稱之為假分流模，如圖3所示。
 

圖3 假分流模設計結構

    2.2 上模設計結構

    這種假分流模的設計結構，將型材壁厚較厚的部分設計在上分流橋的遮擋之下，使其起到阻礙金屬流動的作用，從而降低此處金屬的流速，使型材擠出時速度趨于平穩。這種帶有分流橋的設計結構。可以有效地減小大懸臂型材模具危險斷面的斷裂系教，增強模具的強度。

    由于型材的齒上存在著許多用來增加散熱用的尖牙，極大地增大了擠壓阻力，在設計時，將齒部盡量地暴露在分流口處，最大限度地減少牙部擠壓阻力，促進型材成形。

    由于擠壓此型材所用的擠壓筒直徑小于型材的外接圓直徑，在設計上模時，為了使金屬能夠充分填充到模孔的各處，將上模的分流孔設計成帶有斜度擴展形式，如圖4所示。
 

圖4 上模設計結構

    2.3 下模設計結構

    由于模具的齒頂部是最不易填充的部位，為了使此處填充充分，在下模齒頂處的焊合室，設計了可起促流作用的30°斜面，從而更好地改善了此處的流速。另外，此分流模下模焊合室的設計結構，不同于常規形式的分流模結構，與上模的分流口尺寸不是完全對應的，在焊合室上，下寬度的取值依據散熱器型材寬度，按平模導流口的設計形式取值，這樣有利于齒頂部不易填充的部分充分填充。

    為了使型材擠出時各部分流動的速度均勻，擠出平穩，將被模體遮蓋住部分的齒部工作帶設計為最小，其余模孔各部的工作帶按其所處模孔的位置、形狀壁厚等做相應的調整和選擇，確保其擠壓速度趨于一致。如圖5所示。
 

圖5下模設計結構

    3 結束語

    將大懸臂的散熱器型材模具設計成假分流模的結構，不僅有效地減少了由于模具承受較大的正面壓力所導致的模孔危險斷面的斷裂，極大地延長了模具的使用壽命，而且，這種帶有分流橋的結構，還有效地減小了模孔底部較大壁厚處的流速，確保了擠壓型材流速的均衡平穩、同時，這種結構的擠壓模具設計方案，為壁厚相差懸殊的實心型材模具的設計開辟了新的思路和途徑。