液冷板机加工防变形方法

技术领域

本发明涉及液冷板机加工技术领域，特别涉及一种液冷板机加工防变形方法。

背景技术

液冷板是一种内部设有流体通道，并利用冷却液在该流体通道内循环流动实现散热功能的换热器。由于现有加工工艺中，冷板加工变形较大，造成冷板毛坯平面度、平行度度难以保证，液冷板生产过程中的废品率及成本较高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种液冷板机加工防变形方法。本发明针对目前通过真空钎焊、搅拌摩擦焊方式焊接而成的液冷板。主要从控制焊接毛坯变形量、去应力退火工艺、优化加工工艺方案、优化刀路轨迹、应力释放槽技术、人工冷校形方面提供了液冷板机加工防变形方法。能够保证产品制造质量，减少冷板加工变形，保证冷板毛坯平面度、平行度度，降低液冷板生产过程中的废品率，提高产品合格率降低生产成本，提高经济效益。解决了现有加工工艺中由于冷板加工变形较大，造成冷板毛坯平面度、平行度度难以保证，液冷板生产过程中的废品率高，产品合格率低以及生产成本高、经济效益低的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种液冷板机加工防变形方法，包括对液冷板毛坯机加工和热处理工艺，包括以下步骤：

1)控制液冷板毛坯变形量；

2)液冷板去应力退火工艺；

3)优化液冷板加工工艺；

4)在工件型腔背面加开等分应力槽，以释放机加工应力；

5)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形；

6)优化机加工刀路轨迹等。

所述步骤1)的毛坯结构包括真空钎焊类冷板结构，搅拌摩擦类冷板结构两种；

所述真空钎焊类冷板结构，冷板毛坯平面度、平行度要求及焊接毛坯平面度及机加余量控制按照表1；

表1真空钎焊类冷板毛坯平面度及机加余量控制表

所述搅拌摩擦类冷板结构，焊接毛坯平面度和毛坯焊缝面的精加工余量控制按照表2；

表2搅拌摩擦类冷板毛坯焊缝面的平面度和机加余量控制表

所述步骤2)液冷板去应力退火工艺去应力退火用来消除冷作硬化效应或者局部地消除固溶处理效应，去应力退火的工艺参数：退火温度210-230℃，保温时间1-2h。

所述步骤3)优化液冷板加工工艺包括粗铣和对粗铣后的零件进行去应力退火工序；

所述去应力退火工艺包括低温退火和再结晶退火；

低温退火是消除内应力，防止铜的应力腐蚀开裂和工件在切削加工过程中发生变化，低温退火温度260-300C，保温1h；

再结晶退火包括各道冷加工工序之间的中间退火以及成品的最终退火，以消除加工硬化和恢复塑性，再结晶退火温度550-650C。

所述步骤4)在工件型腔背面加开等分应力槽时，在应力槽面留加工余量，在型腔加工完成后，对应力槽面进行切削加工，以达到双面切削，产生的应力相互抵消，进一步减小加工应力。

所述步骤5)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形包括：

当有些原材料或者粗加工后的零件有较大变形时，采用人工校正的方法减小变形；

对于还未加工的厚板料有较大变形时，通过选择好支点和施力点，可在压力机上校正；

对于有些精加工后的零件，用合理装夹方法和走刀方式此修正微小变形。

所述步骤5)人工校正方法包括：对于较小的零件，用直尺检查平面凹凸情况，将凹凸垫在粘有胶布的垫贴上，用锤头或者榔头敲打。

所述步骤6)优化机加工刀路轨迹包括采用适当的铣削速度、进给量、铣削深度、铣削宽度。

所述步骤6)根据冷板结构优化刀路轨迹，在加工进程中选择适当的切削路径，采用不同的走刀方法，以适合不同材料和工艺要求。

本发明的有益效果是：

1.本发明针对现有技术中通过真空钎焊、搅拌摩擦焊方式焊接而成的液冷板的加工，提供了液冷板机加工防变形方法，从控制液冷板毛坯变形量；液冷板去应力退火工艺；优化液冷板加工工艺；在工件型腔背面加开等分应力槽，以释放机加工应力；原材料或者粗加工后的零件人工冷校形；优化机加工刀路轨迹工艺方面，能够保证产品制造质量，减少冷板加工变形，保证冷板毛坯平面度、平行度度，降低液冷板生产过程中的废品率，提高产品合格率降低生产成本，提高经济效益。解决了现有加工工艺中由于冷板加工变形较大，造成冷板毛坯平面度、平行度度难以保证，液冷板生产过程中的废品率高，产品合格率低以及生产成本高、经济效益低的问题。

2.本发明通过在工件型腔背面加开等分应力槽，以切断工件径向方向应力的传递。提高加开应力槽能够将原来的面接触改为点接触(在型腔加工过程中)，减小基础面，使切削过程中产生的切削力沿应力槽的方向开放式释放，不在筋板交界处产生应力堆积。减少刀具切削对工件产生的径向应力，减少工件变形。

7)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形；

3.通过步骤2)液冷板去应力退火工艺去应力退火用来消除冷作硬化效应或者局部地消除固溶处理效应，去应力退火的工艺参数：退火温度210-230℃，保温时间1-2h。在保证较短的保温时间使残余应力得到松弛和释放，达到消除残余应力的效果和目的的前提下，减少了保温时间长、设备利用率降低，减少了能源消耗和浪费，降低了加工成本。

4.所述步骤3)优化液冷板加工工艺；对粗铣后的零件进行去应力退火工序。解决了粗铣阶段由于切削效率高、零件组织被破坏，产生较大的内应力和变形，的问题，降低零件残余应力，有利于后续加工。

所述步骤3)优化液冷板加工工艺包括粗铣和对粗铣后的零件进行去应力退火工序，所述去应力退火工艺包括低温退火和再结晶退火；

通过低温退火消除内应力，防止铜的应力腐蚀开裂和工件在切削加工过程中发生变化，低温退火温度260-300C，保温1h；再结晶退火包括各道冷加工工序之间的中间退火以及成品的最终退火，其目的是消除加工硬化和恢复塑性，常用的再结晶退火温度550-650C。

5.通过步骤4)在工件型腔背面加开等分应力槽时，在应力槽面留加工余量，在型腔加工完成后，对应力槽面进行切削加工，以达到双面切削。使产生的应力有相互抵消的效果，进一步减小加工应力。

6.通过步骤5)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形，减少当有些原材料或者粗加工后的零件有较大变形时的变形；通过对还未加工的厚板料有较大变形时，通过选择好支点和施力点，可在压力机上校正，提高校正效率；另外还可以对有些精加工后的零件的修正微小变形。

7.通过步骤6)优化机加工刀路轨迹包括对铣削速度、进给量、铣削深度、铣削宽度的优化，以及在加工进程中选择适当的切削路径，采用不同的走刀方法，以适合不同材料和工艺要求。

附图说明

图1为本发明液冷板机加工制造流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种液冷板机加工防变形方法，包括以下步骤：

1)控制液冷板毛坯变形量；

2)液冷板去应力退火工艺；

3)优化液冷板加工工艺；

4)在工件型腔背面加开等分应力槽，以释放机加工应力；

控制加工过程中，刀具切削对工件产生的径向应力，在工件型腔背面加开等分应力槽，以切断工件径向方向应力的传递。采用加开应力槽是为了将原来的面接触改为点接触(在型腔加工过程中)，以减小基础面，使切削过程中产生的切削力沿应力槽的方向开放式释放，不在筋板交界处产生应力堆积。

5)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形；

6)优化机加工刀路轨迹等。

所述步骤1)的毛坯结构包括真空钎焊类冷板结构，搅拌摩擦类冷板结构两种；

所述真空钎焊类冷板结构，冷板毛坯平面度、平行度要求及焊接毛坯平面度及机加余量控制按照表1；

表1真空钎焊类冷板毛坯平面度及机加余量控制表

所述搅拌摩擦类冷板结构，焊接毛坯平面度和毛坯焊缝面的精加工余量控制按照表2；

表2搅拌摩擦类冷板毛坯焊缝面的平面度和机加余量控制表

所述步骤2)液冷板去应力退火工艺去应力退火用来消除冷作硬化效应或者局部地消除固溶处理效应。去应力退火的工艺参数：退火温度210-230℃，保温时间1-2h。

去应力退火最重要的是温度，残余应力因塑性变形或蠕动变形而产生松弛就依赖于温度，因此温度的选择就极为重要。保温时间是去应力退火工艺的另一个主要参数，较短的保温时间使残余应力得不到松弛和释放，没有达到消除残余应力的效果和目的；较长的保温时间不仅设备的利用率降低，同时对能源的极大浪费，提高加工成本。

所述步骤3)优化液冷板加工工艺；包括粗铣和对粗铣后的零件进行去应力退火工序；

所述去应力退火工艺包括低温退火和再结晶退火；

低温退火主要目的是消除内应力，防止铜的应力腐蚀开裂和工件在切削加工过程中发生变化，低温退火温度260-300C，保温1h；

再结晶退火包括各道冷加工工序之间的中间退火以及成品的最终退火，其目的是消除加工硬化和恢复塑性，常用的再结晶退火温度550-650C。在粗铣阶段，由于切削效率高，零件组织被破坏，产生了较大的内应力和变形，对粗铣后的零件进行去应力退火工序，可降低零件残余应力，有利于后续加工。

液冷板加工过程一般采用一次去应力退火工序；如果液冷板平面度要求高或者冷板毛坯去除余量大，可以采用二次去应力退火工序；考虑加工周期和成本，原则上不推荐冷板加工过程中进行三次去应力退火。

所述步骤4)在工件型腔背面加开等分应力槽时，在应力槽面留加工余量，在型腔加工完成后，对应力槽面进行切削加工，以达到双面切削，使产生的应力有相互抵消的效果，进一步减小加工应力。

所述步骤5)原材料或者粗加工后的零件人工冷校形包括：

当有些原材料或者粗加工后的零件有较大变形时，采用人工校正的方法减小变形；

人工校正方法包括：对于较小的零件，用直尺检查平面凹凸情况，将凹凸垫在粘有胶布的垫贴上，用锤头或者榔头适当用力敲打，如利用木榔头、橡胶榔头、塑料榔头或者锤头等敲打。此时零件受力回复，稍后会有些微反弹，但较校正前大有好转；

对于还未加工的厚板料有较大变形时，通过选择好支点和施力点，可在压力机上校正；

对于有些精加工后的零件，用合理装夹方法和走刀方式此修正微小变形。

所述步骤6)优化机加工刀路轨迹包括对铣削速度、进给量、铣削深度、铣削宽度的优化。

铣削深度对工件变形影响最大，二切削速度影响最小。具体情况需要根据冷板结构优化刀路轨迹，在加工进程中选择适当的切削路径，采用不同的走刀方法，如环切形式、行切形式和45°形式，以适合不同材料和工艺要求。

本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述为本发明的优选实施方式，具体实施例的说明仅用于更好的理解本发明的思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本发明原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本发明的保护范围。