散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)設(shè)計(jì)

韓長(zhǎng)遠(yuǎn) 譚渭東

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散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)設(shè)計(jì)

韓長(zhǎng)遠(yuǎn) 譚渭東

（東莞市豪順精密科技有限公司）

型材式散熱片傳統(tǒng)加工方法為人工預(yù)先將引腳按固定的方式插入散熱片的引腳槽中，然后使用小型沖床將引腳壓緊到散熱片中，此加工方式產(chǎn)品質(zhì)量及效率受人為因素影響較大，且人機(jī)接觸時(shí)間長(zhǎng)，容易發(fā)生安全事故。鑒于此，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)壓引腳機(jī)，不僅大幅減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，且提高生產(chǎn)效率和人員的安全系數(shù)。

散熱片；引腳；自動(dòng)壓引腳機(jī)

0　引言

隨著芯片集成度、功率的日益提高以及產(chǎn)品的微型化，電子產(chǎn)品產(chǎn)生的熱量也大大增加[1-2]。電子產(chǎn)品的故障原因（高溫、振動(dòng)、潮濕和灰塵等）雖然很多，但高溫是其中最為主要的因素。研究表明，超過(guò)60%的電子產(chǎn)品失效是因溫度過(guò)高導(dǎo)致。同時(shí)，電子產(chǎn)品在高溫下工作效率會(huì)大幅降低[3-4]。因此，降低和控制電子產(chǎn)品的溫度，對(duì)提高產(chǎn)品的可靠性并延長(zhǎng)其壽命具有重大意義。

散熱器作為一種有效增大與外部空氣熱交換面積的工具，使發(fā)熱的電子元器件所產(chǎn)生的熱量能夠及時(shí)地傳導(dǎo)至周圍空氣中，穩(wěn)定產(chǎn)品的正常工作狀態(tài)，被廣泛應(yīng)用在電器及其控制系統(tǒng)中[5-8]。本文介紹一種散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)設(shè)計(jì)方法，可有效提升散熱器的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1　散熱片壓引腳機(jī)工作原理

散熱片多以鋁材質(zhì)為主，一般壓接4個(gè)引腳以便固定安裝在線路板上，如圖1所示。傳統(tǒng)的壓引腳方法為操作人員將一組10個(gè)左右散熱片按順序排列，整齊豎放于工作臺(tái)上，再將引腳插入此組散熱片朝上一側(cè)的引腳槽內(nèi)。由于引腳與槽之間為過(guò)盈配合，此時(shí)引腳只能少許插入到槽內(nèi)，將此組散熱片放置于沖床工作臺(tái)上沖壓，使得引腳完全壓入槽內(nèi)。之后取出散熱片，再將未壓引腳一側(cè)的槽口朝上，依次插入引腳再次放入沖床沖壓，將另一側(cè)的引腳壓入，如此反復(fù)操作。該加工方法效率低，良品率不高，且存在安全隱患。

圖1　散熱片三視圖

根據(jù)傳統(tǒng)人工散熱片壓引腳方式，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)壓引腳機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的自動(dòng)姿態(tài)校正、輸送、引腳壓入和壓緊等一系列作業(yè)[9-11]。

2　散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)設(shè)計(jì)

2.1硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)散熱片結(jié)構(gòu)及其壓引腳加工方法的特征，設(shè)計(jì)自動(dòng)壓引腳機(jī)包含5部分，如圖2、圖3所示。

1)料架及散熱片輸送機(jī)構(gòu)，料架由鋁材搭構(gòu)而成，伺服馬達(dá)、傳動(dòng)軸、輸送臺(tái)等組成輸送機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)確輸送散熱片；

2)引腳振動(dòng)篩及引腳輸送軌道，使引腳能夠按固定的姿態(tài)送入到引腳壓入機(jī)構(gòu)中；

3)引腳壓入機(jī)構(gòu)，由氣缸、壓塊和傳感器等組成，當(dāng)散熱片到指定位置時(shí)，將引腳壓入到引腳槽內(nèi)；

4)引腳壓緊機(jī)構(gòu)，由氣缸、壓塊和彈簧等組成，將送入此機(jī)構(gòu)中散熱片的4個(gè)引腳完全壓入、壓緊至引腳槽內(nèi)；

5)傳感器裝置，由接近開關(guān)和光電傳感器組成，感應(yīng)散熱片和引腳的存在及其位置，并向程序控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)，以控制機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，防止機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作造成產(chǎn)品不良。

圖2　散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)原理圖

圖3　散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)

該散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)由220 V交流電和4 kg/cm2壓縮空氣提供動(dòng)力。引腳振動(dòng)篩、引腳輸送機(jī)構(gòu)、引腳壓入機(jī)構(gòu)、引腳壓緊機(jī)構(gòu)依序連接。引腳振動(dòng)篩能夠篩選出形狀不良的引腳，阻止不良引腳進(jìn)入引腳輸送機(jī)構(gòu)；引腳輸送機(jī)構(gòu)能夠使引腳按照特定的姿態(tài)、方向和位置輸送到引腳壓入機(jī)構(gòu)。引腳感應(yīng)器和散熱片感應(yīng)器安裝在引腳壓入機(jī)構(gòu)內(nèi)部，用于檢測(cè)引腳和散熱片是否正常裝填，幫助處理器控制引腳壓入機(jī)構(gòu)，以防止引腳壓入機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作造成空沖壓；伺服電機(jī)與散熱片輸送機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連接，用于控制散熱片的輸送。

2.2工作流程

散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)工作流程如圖4所示。

操作人員先將引腳倒入振動(dòng)篩中，啟動(dòng)振動(dòng)篩開關(guān)；再將待壓引腳的散熱片按要求的方向整齊地放入到料架框中，并堆疊至料架高度的3/4以上，通過(guò)人機(jī)操作界面啟動(dòng)設(shè)備開關(guān)。設(shè)備開始工作后，引腳經(jīng)過(guò)振動(dòng)、篩選后，按一定的姿態(tài)進(jìn)入到引腳輸送軌道并輸送到壓入機(jī)構(gòu)中，待散熱片輸送機(jī)構(gòu)將散熱片輸送到壓入機(jī)構(gòu)，且感應(yīng)裝置感應(yīng)到散熱片及引腳均已準(zhǔn)備就緒，傳遞信號(hào)給控制系統(tǒng)，壓入機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，將引腳一邊壓入散熱片引腳槽內(nèi)。壓入后的引腳角度和位置還有偏差，輸送機(jī)構(gòu)將散熱片輸送到引腳壓緊機(jī)構(gòu)中，進(jìn)行引腳的角度矯正及二次壓緊，完成后由散熱片輸送機(jī)構(gòu)將加工完的散熱片推出，經(jīng)落料盒掉入散熱片收集容器中。期間，操作人員只需監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況及產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)補(bǔ)充缺少的物料，更換收集容器即可。散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)主體如圖5所示，引腳振動(dòng)篩及輸送軌道如圖6所示。

圖4　散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)工作流程

2.3自動(dòng)壓引腳機(jī)與傳統(tǒng)人工壓引腳對(duì)比

散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)取代傳統(tǒng)人工放置引腳再?zèng)_壓的方式，不僅生產(chǎn)性能穩(wěn)定，且加工出來(lái)的產(chǎn)品合格率達(dá)到99%以上，既減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又大幅提升了產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和人員的安全系數(shù)，優(yōu)勢(shì)明顯。人工壓引腳方式和自動(dòng)壓引腳機(jī)壓引腳方式的比較如表1所示。

圖5　散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)主體

圖6　引腳振動(dòng)篩及輸送軌道

表1　兩種壓引腳方式比較

3　結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化、信息化是當(dāng)今企業(yè)生產(chǎn)的效率倍增器，散熱片自動(dòng)壓引腳機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器代人，解決了傳統(tǒng)人工壓引腳方式存在的自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，節(jié)省了管理和人力成本。

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Design of Heat Sinks Automatic Press Pin Device

Han Changyuan Tan Weidong

(Dongguan HaoShun Precision Technology Co., Ltd.)

The traditional processing method of profile-type heat sink is pre-pin into the pin slot manually in a certain way, then use a small punch to press into the heat sink. Product quality and efficiency is affected a lot by human factors in this processing method, and cannot make sure personal safety due to long human-machine contact time. In view of this, this paper proposes to design an automatic pin pressing device, not only reduce the operator’s labor intensity greatly, but also improve production efficiency and operator’s safety factor.

Heat Sink; Pin; Automatic Pin Pressing Device

韓長(zhǎng)遠(yuǎn)，男，1979年生，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)開發(fā)工作。

譚渭東，男，1984年生，主要從事機(jī)電一體化開發(fā)設(shè)計(jì)工作。