【正文】 5 結(jié)論在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所用刀具的刃傾為0o，前角為55 o，后角為3 o， mm。所以我們沒(méi)有必要去進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。不過(guò)值得注意的是，這里我們的m可取大一點(diǎn)６～８，這樣我們所得的很可能會(huì)更接近些，曲線的表達(dá)式也更為精確些，但是這里沒(méi)有必要。這里我們依據(jù)曲線的形狀不妨先設(shè)：，同樣對(duì)求導(dǎo)有：＝／１２＝，下面檢驗(yàn)可靠性：這里，；＝〈１１。所以要求的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：。顯然由檢驗(yàn)準(zhǔn)則可知道，我們所假設(shè)的方程式和實(shí)際曲線的方程非常接近，完全可以接受。解上面３個(gè)方程可得：、。根據(jù)圖三中的曲線形狀和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分布情況，我們可假定其方程為：下面用數(shù)據(jù)處理的最小二準(zhǔn)則來(lái)確定、的值。下面用最小二準(zhǔn)則求解Uc和的數(shù)學(xué)關(guān)系式。這里==，最小二乘法就是把擬合的量作為目標(biāo)函數(shù)，尋求使量最小的參數(shù)值作參數(shù)估計(jì)值即==min,由高等數(shù)學(xué)微分學(xué)上的求函數(shù)極值的方法可知，分別對(duì)，…求偏導(dǎo)數(shù)并令各偏導(dǎo)數(shù)為0，就可得到m個(gè)獨(dú)立的關(guān)于c的線性方程組，解之便可得，…。最小二乘法選取各觀測(cè)點(diǎn)殘差的加權(quán)平方和作為目標(biāo)函數(shù)，觀測(cè)點(diǎn)的殘差定義為y的觀測(cè)值與理論值之差即=。 （圖三） （圖四）（2）上面所作的曲線進(jìn)行擬合，并求出其擬合的數(shù)學(xué)表達(dá)式，下面就二條曲線一一分析和擬合處理：（a）先研究Uc和的數(shù)學(xué)關(guān)系式。（1） ，分別在直角坐標(biāo)系－Ｓc和直角坐標(biāo)系－Ｕc中作出一系列的圖點(diǎn)，并用光滑的曲線把這些孤立的點(diǎn)連接起來(lái)，從而得到我們下一步所要的數(shù)學(xué)曲線。4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及其結(jié)果在獲得了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，接下來(lái)的任務(wù)是對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和處理，并根據(jù)我們的分析結(jié)果，確定好在加工翅狀熱溝時(shí)的最佳的切削速度，即我們課題所要解決的問(wèn)題。下面的是最佳切削速度實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表格：其中的單位是mm/s,Uc的單位是1/m(/mm),Sc也是1/m,FQ是指表面質(zhì)量（facequality）~ 比較光滑，~ 光滑，指理想值。當(dāng)然我們這里所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在=、=、(切削深度)=，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得經(jīng)過(guò)辛苦的反反復(fù)復(fù)的實(shí)驗(yàn)，我們得到了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，它是我們用于解決這個(gè)課題的關(guān)鍵。（3）測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，對(duì)于剛從機(jī)床上取下的翅狀熱溝工件，應(yīng)先進(jìn)行冷卻，一定時(shí)間過(guò)后才可測(cè)量。（1）在車(chē)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即加工過(guò)程中，不要隨便用身體去接觸機(jī)器，以防造成人身傷害。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的一些問(wèn)題由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在車(chē)床上進(jìn)行，而且實(shí)驗(yàn)的時(shí)間很長(zhǎng)，需要反反復(fù)復(fù)的操作，才可以得到可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尤其是切削刃傾角那個(gè)實(shí)驗(yàn)還需要變換不同刃傾角的刀具，所以我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，這些問(wèn)題如果處理不當(dāng)或者置之不理將會(huì)嚴(yán)重影響我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到一些不合理的數(shù)據(jù)（即誤差過(guò)大的失真的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），甚至?xí){到我們的人身安全。有很多因素會(huì)造成翅狀熱溝犁削時(shí)散熱片的彎曲，如刀具的幾何參數(shù)和加工參數(shù)都對(duì)其有很大的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，散熱片的彎曲方向有兩個(gè)：向旁邊的彎曲和向上的彎曲。圖二 散熱片的彎曲在翅狀熱溝犁削中散熱片的彎曲很大程度上影響散熱片的質(zhì)量。翅狀熱溝犁削而形成的散熱片并不是垂直于其根基的，由于最終加工成的散熱片垂直排列于其根基。兩個(gè)散熱片之間的間隙，△p，能夠用下式進(jìn)行換算： △p=△x/cosθ事實(shí)上，工件的傾角θ決定了兩散熱片之間的間隙?！鱴被△y和θ決定。刀具每一個(gè)直線往復(fù)運(yùn)，就加工成一個(gè)散熱片，而且刀具每一個(gè)直線往復(fù)加工完成后，工作臺(tái)將被提升，后退和進(jìn)給一次。工件的位置根據(jù)加工參數(shù)而調(diào)整，以使散熱片不會(huì)與其基部分離。圖一說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（4）觀看整個(gè)切削加工過(guò)程，一邊記錄我們所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（2）安裝好被加工工件和刀具，使之保持適當(dāng)?shù)奈恢茫蟠蜷_(kāi)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)車(chē)床，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，我和李正光實(shí)驗(yàn)的步驟一樣，所以我和他一起合作完成的這次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件：（1）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)必須在同車(chē)床上進(jìn)行（2）在常溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)我們只允許變動(dòng)切削速度，刀具的幾何參數(shù)按照上面的確定。前角γo為55o、后角αo為3o、刃傾角λs為0o、。由于本人這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是翅狀熱溝犁削時(shí)的最佳速度的選擇，只要研究切削速度對(duì)翅狀熱溝犁削的影響，不要求對(duì)前角、后角，韌傾角、背吃刀量對(duì)翅狀熱溝犁削的影響作深入的研究。適用于加工高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。按其耐熱性，又稱高熱穩(wěn)定性高速鋼?？勺龀叽巛^小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性也好，目前各國(guó)廣為應(yīng)用。含W6%、Mo5%、Cr4%、V2%。淬火時(shí)過(guò)熱傾向??；含釩量小，磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物分布不均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具耐用度；強(qiáng)度和韌性顯得不夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具②鎢鉬鋼 將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。含W6%、Cr4%、V1%。高速鋼按用途可分為通用型高速鋼和高性能高速鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，切削溫度達(dá)500650OC時(shí)仍能進(jìn)行切削；有較高的硬度、韌性、強(qiáng)度和耐磨性；其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。但綜合考慮到材料的散熱性能與成本，我最終確定用銅作為工件的材料。正是由于切屑要成為工件的一部分，所以，切屑不能浪費(fèi)，要充分利用材料。而切削塑性較高的材料，則變形較大。材料的強(qiáng)度、硬度提高，正壓力Fn增大，平均正應(yīng)力σav增大，因此，摩擦系數(shù)μ下降，剪切角φ增大，切屑變形減小。因此，切削厚度hD增加，切屑中平均變形減?。环粗?，薄切屑的變形量大。在一定切削厚度hD的切屑中，各切削層的變形的應(yīng)力分布是不均勻的。這是由于進(jìn)給量f增大后，使切削厚度hD增加，正壓力Fn增大，平均正應(yīng)力σav增大，因此摩擦系數(shù)下降，剪切角增大所致。此外，在高速時(shí)，也由于切削層受力小，切削速度又快，切削變形不充分而使切屑變形減小。vc在320m/min范圍內(nèi)提高，積屑瘤高度隨著增加，刀具實(shí)際前角增大，是剪切角φ增大，故變形系數(shù)Лh(huán)減?。籿c=20m/min左右時(shí)，Лh(huán)值最??；在2040m/min范圍內(nèi)提高，積屑瘤逐漸消失，刀具實(shí)際前角減小，使φ減小，Лh(huán)增大。（2）切削速度切削速度vc是通過(guò)積屑瘤使剪切角φ改變和通過(guò)切削溫度使摩擦系數(shù)μ變化而影響切削變形的。（1）前角增大前角，使剪切角增大，變形系數(shù)減小，因此，切屑變形減小。改變加工條件，促進(jìn)φ增大、μ減小，就能減小切屑變形。目前，研究切削變形的方法較多，例如通過(guò)試件側(cè)面網(wǎng)絡(luò)來(lái)觀察變形，分析切屑根部試樣中金相組織，高速拍攝變形過(guò)程，用掃描電鏡觀察切屑形成過(guò)程以及用X射線測(cè)定變形程度等。因此，在生產(chǎn)中常常利用切屑轉(zhuǎn)化條件，使之得到較為有利的屑型。 切屑的類(lèi)型是由材料的應(yīng)力應(yīng)變特征和塑性變形的程度決定的。切削鉛或用很低的速度切削鋼時(shí)可得到這類(lèi)切屑。（2）擠裂切屑在形成切屑的過(guò)程中，剪切面上局部位置處的剪切應(yīng)力τ達(dá)到材料的強(qiáng)度極限，使切屑上與前刀面接觸的一面較光潔，其背面局部開(kāi)裂成節(jié)狀。通常將切屑分為四類(lèi)：（1）帶狀切屑它是經(jīng)過(guò)上述塑性變形過(guò)程形成的切屑，外形呈帶狀。（3）第三變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓摩擦，造成纖維化與加工硬化。應(yīng)該指出，第一變形區(qū)與第二變形區(qū)是相互聯(lián)系的。切屑在受前刀面擠壓摩擦過(guò)程中進(jìn)一步發(fā)生變形（第二變形區(qū)的變形）這個(gè)變形重要集中在與前刀面摩擦的切屑底面一薄層金屬里，表現(xiàn)為該處晶粒纖維的方向和前刀面平行。第一變形區(qū)就是形成切屑的變形區(qū)，其變形特點(diǎn)是切削層產(chǎn)生剪切滑移變形。切削過(guò)程中產(chǎn)生的諸現(xiàn)象均與金屬層變形密切相關(guān)。第Ⅰ變形區(qū) 近切削刃處切削層內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)；第Ⅱ變形區(qū) 與前刀面接觸的切削層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)；第Ⅲ變形區(qū) 近切削刃處已加工表層內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)。以直角自由切削為例，如果忽略了摩擦、溫度和應(yīng)變速度的影響，金屬切削過(guò)程如同壓縮過(guò)程，切削層受刀具擠壓后也產(chǎn)生塑性變形。研究這些現(xiàn)象的成因、作用與變化規(guī)律，對(duì)于合理使用與設(shè)計(jì)刀具、夾具和機(jī)床、保證切削加工質(zhì)量，減少消耗，提高生產(chǎn)率和促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展等方面起著重要的作用。金屬切削過(guò)程是指通過(guò)切削運(yùn)動(dòng)，使刀具從工件上切下多余的金屬層，形成切屑和已加工表面的過(guò)程。2 理論基礎(chǔ)金屬切削過(guò)程是機(jī)械制造過(guò)程的一個(gè)重要組成部分。培養(yǎng)了綜合運(yùn)用課本知識(shí)及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。由于本人的課題是翅狀熱溝犁削的刀具最佳切削速度的選擇，這是一個(gè)與機(jī)械加工方向的課題，因此為了很好地做好這個(gè)課題，我首先對(duì)大學(xué)期間所學(xué)的基礎(chǔ)課程《概率統(tǒng)計(jì)》，專(zhuān)業(yè)課程《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》進(jìn)行詳細(xì)的復(fù)習(xí)，做好理論準(zhǔn)備；然后通過(guò)在校辦工廠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到有用的數(shù)據(jù)；最后實(shí)踐與理論綜合完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。Wuttijumnong等人綜述了受限空間筆記本中使用熱管和蒸汽槽冷卻最新技術(shù)。熱耗散增加但與之相反的是，處理器的尺寸減少，導(dǎo)致熱流非常高。⑩每年處理器性能和熱耗散趨勢(shì)增加很大。對(duì)于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，檢查了固體盤(pán)和立體型擴(kuò)散片以獲得各種條件下的固體共扼傳熱的熱阻。對(duì)大功率存儲(chǔ)器摸數(shù)的幾種均熱片的熱性能進(jìn)行了數(shù)值模擬和兩種實(shí)驗(yàn)研究。Avenas等人研究了功率電子器件冷卻用硅散熱片，描述了熱管極限的分析模型，提出了實(shí)驗(yàn)研究和測(cè)試結(jié)果。⑨功耗電子設(shè)備的熱損失日益增加，同時(shí)它們的尺寸日益減小，要求散熱器必須散失大熱流密度。Avenas等人[提出了使用扁平熱管作為功率電阻器件冷卻散熱片，功率電子器件的熱模擬表明這些結(jié)構(gòu)能滿足散熱需求，并比較了熱管和平面材料構(gòu)成的均熱片。⑧功率器件如IGBTS耗散出非常大的熱流，對(duì)它們的性能和可靠性而言，熱環(huán)境已經(jīng)成為一個(gè)主要問(wèn)題。C/W，176。制造的熱管比以前常規(guī)熱管的熱阻要小2到5倍。最大輸入功率為16W。開(kāi)發(fā)新的毛細(xì)結(jié)構(gòu)以使毛細(xì)通道增加而對(duì)熱管滲透性的影響很小。⑦與電子冷卻相關(guān)聯(lián)的高熱流需要任何傾角下有超高傳熱的熱管，因此需要改進(jìn)吸液芯結(jié)構(gòu)。這將會(huì)減少散熱器基板的擴(kuò)展熱阻，從而改善了散熱器性能。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的數(shù)值工具考慮了AEM中熱管的優(yōu)化和集成。⑥Zaghdoudi等人對(duì)航空電子設(shè)備（AEM）冷卻用熱管的效能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明熱管消除了熱點(diǎn)和很好地導(dǎo)出了電子器件產(chǎn)生的熱量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和半徑驗(yàn)相關(guān)法的計(jì)算獲得了軸承邊界的傳熱系數(shù)。熱管能使軸承周?chē)杆俚貍鳠?，?dǎo)致了較小的溫度梯度、較底的峰值溫度和穩(wěn)定的瞬態(tài)熱行為?；谔幚砥鞴P記本的熱性能特征進(jìn)行數(shù)值分析描述，數(shù)值模型包括集成電路，印刷電路板、機(jī)殼、電源板，將結(jié)果與真實(shí)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，然后對(duì)具有極高功率耗散包括奔騰處理器的模型進(jìn)行修正。這些限制和內(nèi)部空間局限使得筆記本內(nèi)部氣流和對(duì)流傳熱非常重要。使用ICEPAK進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明將熱管和其他高熱導(dǎo)材料嵌入到微通道散熱器中的確達(dá)到了高傳熱率。④微通道的使用有益于MCMS的有效散熱。輥壓熱管在電子設(shè)備如筆記本冷卻中最有前途，Take等人[13]進(jìn)行了筆記本用輥壓熱管導(dǎo)熱盤(pán)的基礎(chǔ)研究。③為了對(duì)筆記本計(jì)算機(jī)環(huán)境中CPU的高熱流提供一個(gè)冷卻解決方法，Mochizuki等人[12]研究了筆記本個(gè)人電腦冷卻用鉸鏈熱管，鉸鏈熱管系統(tǒng)能夠散。第二種是用熱管連接在筆記本電腦外面的一個(gè)鋁盤(pán)，通過(guò)屏幕背后的導(dǎo)熱板進(jìn)行散熱，論證其散熱能力。便攜式筆記本電腦應(yīng)用了TCP封裝技術(shù)，通過(guò)對(duì)TCP熱傳導(dǎo)性能的測(cè)試，研究了三種不同結(jié)構(gòu)的熱管。在多種散熱技術(shù)中，熱管散熱技術(shù)是一種高性價(jià)比的散熱解決方案，有著高效和高性能的散熱效果。 cm2,比普通的散熱器要小得多。使用微熱管的功率損耗密度可達(dá)到3W/cm2，間接冷卻可達(dá)到25 W/cm2。（2）熱管的基本特征熱管是依靠自身內(nèi)部工作液體相變來(lái)實(shí)現(xiàn)的傳熱元件，具有以下基本特征：①很高的導(dǎo)熱性②優(yōu)良的等溫性③熱流密度可變性④熱流方向的可逆性⑤恒溫特征⑥環(huán)境的適應(yīng)性熱管的制造與研究由于陳平博士已經(jīng)做了比較深入的研究，且因?yàn)楸救说哪芰εc知識(shí)面的狹隘，故本人的指導(dǎo)老師趙小林博士不要求我們做詳細(xì)的研究，而把我課題方向定為與此相關(guān)的熱管散熱片的翅狀熱溝犁削的刀具最佳切削選擇。如此循環(huán)不已，熱量由熱管的一端傳到另一端。管壁的一端為蒸發(fā)段（加熱段），另一端為冷凝段（冷卻段），根據(jù)需要可在中間設(shè)置絕熱段。熱管技術(shù)綜述熱管按外部形狀可分為：圓柱形熱管、扁平微熱管、盤(pán)形熱管熱管按吸液芯結(jié)構(gòu)可分為：燒結(jié)吸液芯、溝槽吸液芯、絲網(wǎng)吸液芯熱管按管壁材料可分為：銅管熱管、硅熱管熱管的基本原理（1）熱管工作原理 熱管工作原理熱管基本原理如圖所示，熱管由管殼、吸液芯和工作液體組成。隨著電子散熱要求越來(lái)越高和電子制造加工技術(shù)的進(jìn)一不發(fā)展，體積更輕和機(jī)構(gòu)靈活的溝槽式超薄高性能微型熱管將是國(guó)際上未來(lái)數(shù)年發(fā)展的趨勢(shì)，更能適應(yīng)未來(lái)日益嚴(yán)峻的電子散熱需求。從目前電子散熱發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，不僅要求散熱模塊有高傳輸熱量的能力、非常嚴(yán)格的體積和重量，還要求有靈活的形狀和快速的熱響應(yīng)。目前，國(guó)內(nèi)外各大廠商生產(chǎn)的各種芯片散熱模組微熱管主流產(chǎn)品中，直徑一般在Φ3到Φ6mm之間,長(zhǎng)度小于30mm，其毛細(xì)結(jié)構(gòu)主要有燒結(jié)式、溝槽式、銅纖維式和金屬絲網(wǎng)式。由于美日企業(yè)量產(chǎn)成本及目標(biāo)市場(chǎng)的策略考慮，臺(tái)資企業(yè)近年才獲得美日大企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移，通過(guò)消化這些技術(shù)并開(kāi)始自主研發(fā)，才逐步擁有了微熱管生產(chǎn)的一些關(guān)鍵技術(shù)。目前，國(guó)外微熱管產(chǎn)品的核心技術(shù)（產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)）只被美日少數(shù)企業(yè)所掌握。目前由美日少數(shù)大企業(yè)研制車(chē)來(lái)的微熱管，特別是美國(guó)Thermacore公司已經(jīng)成功研制并大規(guī)模生產(chǎn)的芯片高傳熱量燒結(jié)式微熱管，其內(nèi)壁也具有多維，多尺度復(fù)雜表面結(jié)構(gòu)。SONY公司CPU宏觀散熱結(jié)構(gòu)發(fā)展變化過(guò)程也說(shuō)明了這一點(diǎn)。以前傳統(tǒng)的光滑表面或簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)表面已經(jīng)不能適應(yīng)目前的高熱密度撒熱需求，未來(lái)邊