【正文】 4）工件材料 工件材料的機(jī)械性能不同，切屑變形也不同。近前刀面處的金屬層變形和應(yīng)力大，離前刀面越遠(yuǎn)的金屬層，變形和應(yīng)力邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 越小。 從另一方面來(lái)說(shuō)。 （ 3）進(jìn)給量 進(jìn)給量 f 對(duì)切屑變形的影響規(guī)律如下，即進(jìn)給量增 f 大，使變形系數(shù)減小。 vc 超過(guò) 40m/min 繼續(xù)增高，由于切削溫度逐漸升高，致使摩擦系數(shù) μ 下降，故變形系數(shù) Л h 減小。 以中碳鋼為例。生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用大前角刀具切削，刀刃鋒利，切入金屬容易，切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度 lf減短，流屑阻力小，因此，切屑變形小、切削省力。 影響切屑變形的因素很多，下面介紹的是其中最主要的、起決定作用的幾個(gè)因素。 從相對(duì)滑移ξ、變形系數(shù)計(jì)算式中可以知道，切屑變 形的程度取決于剪切角φ和摩擦系數(shù)μ的大小。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 切削變形的變化規(guī)律 切削變形是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，通常利用先進(jìn)的測(cè)試儀器和手段，才能描繪出變形過(guò)程。如加工條件相同，塑性高的材料不易斷裂，易形成帶狀切屑；改變加工條件，使材料產(chǎn)生的塑性變形程度隨之變化，切屑的類型便會(huì)相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)塑性變形尚未達(dá)到斷裂點(diǎn)就被切離時(shí)出現(xiàn)了帶狀切屑、變形后達(dá)到斷裂就形成擠裂切屑或單元切屑。 （ 4）崩碎切屑 在切削脆性金屬時(shí)，例如鑄鐵、黃銅等材料，切削層幾乎不經(jīng)過(guò)塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂，得到的切屑呈不規(guī)則的細(xì)顆粒。切削黃銅或用低速切削鋼，較易得到這類切屑 （ 3）單元切屑 當(dāng)剪切面上的剪應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)產(chǎn)生了剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂成均勻的顆粒狀。切削塑性較高的金屬材料，例如碳素鋼、合金鋼、銅和鋁合金時(shí)，常出現(xiàn)這類切屑。 切 屑 的類型 由于工件材料不同，切削的條件不同，切削過(guò)程的變化也不同，所形成的切 屑多種多樣。前刀面上的摩擦力大時(shí)，切屑排出不順，擠 壓變形加劇，以至第一變形區(qū)的剪切滑移變形增大。這種作用離前刀面愈遠(yuǎn)影響愈小。 （ 2）第二變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦變形 經(jīng)過(guò)第一變形后，形成的切削要沿前刀面方向排出，還必須克服刀具前刀面對(duì)切屑擠壓而產(chǎn)生的摩擦力。 變形切削的形成及其特點(diǎn) （ 1）第一變形區(qū)金屬的剪切滑移變形 切削層受刀具的作 用，經(jīng)過(guò)第一變形區(qū)的塑性變形后形成了切 屑。 三個(gè)變形區(qū)各具特點(diǎn)，又存在著相互聯(lián)系、相互影響。 為了方便進(jìn)一步分析切削層變形的特殊規(guī)律，通常把切削刃作用部位的金屬層劃分為三個(gè)變形區(qū)。 切削變形 金屬切削過(guò)程與金屬受壓縮（拉伸）過(guò)程比較：塑性金屬受壓時(shí)，隨著外力的增加，金屬先后產(chǎn)生彈性變形、塑性變形，并使金屬晶格產(chǎn)生滑移，而后斷裂。在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生一系列的現(xiàn)象，如切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等。金屬切削過(guò)程的優(yōu)劣，直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率與 生產(chǎn)成本。通過(guò)確定翅狀熱溝犁削的刀具最佳切削速度，分析各速度階段對(duì)熱管散熱片翅狀切削的影響，其結(jié)果可以供給廠家、商家使用其最底加工成本，而產(chǎn)生最高的經(jīng)濟(jì)效益。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)本人大學(xué)四年所學(xué)理論知識(shí)是一個(gè)很好的檢驗(yàn)與鞏固。 研究目的 為了鍛煉綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力，為了培養(yǎng)分析和解決機(jī)械工程實(shí)際的問(wèn)題，我們進(jìn)行本專業(yè)的重要環(huán)節(jié) —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)。 2021 年的熱流大約在 1015W/cm2, 到 2021 年達(dá)到 100 W/cm2。 2021 年，筆記本中使用的處理器時(shí)鐘速度接近 1Ghz，熱耗散接近 20W， 2021 年處理器時(shí)鐘速度高于 20Ghz，熱耗散高于 50W， 2021 您接近 100W。為闡清液體傳熱的熱特性和冷卻性能，提出并設(shè)計(jì)了液體冷卻設(shè)備和嵌入式熱管片和微吸液芯結(jié)構(gòu)蒸汽槽，并估計(jì)了在絕緣條件的水冷盤的傳熱實(shí)驗(yàn)。對(duì)于數(shù)值研究，邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 使用 Flotherm 對(duì) 1G 的 DDR 存儲(chǔ)器摸數(shù)陣列建摸，分析了存儲(chǔ)器摸數(shù)的固體均熱片在氣流條件下的對(duì)流傳熱。 Im 等人研究了高密度存儲(chǔ)模塊的微冷卻應(yīng)用。為了將集中熱源經(jīng)過(guò)大的表面積，可以用熱管增加熱導(dǎo)途徑。最后進(jìn)行了銅/水熱管的實(shí)驗(yàn)研究，與熱模擬進(jìn)行了比較。為了改善傳熱，高熱導(dǎo)率材料似乎非常有用，但由于它們的成本高，選擇性價(jià)比比較好的溝槽毛細(xì)和燒結(jié)金屬粉末毛細(xì)熱管來(lái)代替。 C/W。比較了其它類型的吸液芯結(jié)構(gòu)，觀察到垂直方式下的熱阻低到 176。 測(cè)試結(jié)果也表明蒸汽空間 /液體空間的比率是這種類型熱管的一個(gè)重要參數(shù)，熱管的熱阻是位置的強(qiáng)函數(shù)。使用這個(gè)新的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則， Sauciuc 等人開(kāi)發(fā)和測(cè)試了電子冷卻用超級(jí)纖維熱管。特別，許多筆記本制造廠需要在垂直方式下的運(yùn)行通過(guò)常規(guī)系統(tǒng)減少30%到 50%的熱阻。實(shí)驗(yàn)表明對(duì)安裝有蒸汽槽的長(zhǎng)度 110mm、寬度 、高度 50mm 基板厚度 7mm 的散熱器能達(dá)到 45%的性能改善。 Nguyen 給出了桌式服務(wù)器中的熱解決方法的例子：將扁平矩形熱管或蒸汽槽系在散熱器的基板底下以保持穿過(guò)散熱器基板溫度的均勻性。用真實(shí)的 AEM 進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)考慮確定熱源 /散熱器熱阻的數(shù)量級(jí)，對(duì)熱管集成設(shè)計(jì)和制造非常有用。使用這個(gè)開(kāi)發(fā)的模型數(shù)邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 值研究了軸承幾何和材料對(duì)等溫滑動(dòng)軸承的性能的 影響，并證實(shí)等溫華東軸承具有解決熱感應(yīng)問(wèn)題，這有益于軸承的運(yùn)行和防止失效。等溫滑動(dòng)軸承中的熱管建摸為熱導(dǎo)體，其有效熱導(dǎo)率通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系確定。 ⑤ Wang 等人結(jié)合熱管冷卻技術(shù)開(kāi)發(fā)了等溫滑動(dòng)軸承。 Rujano 等人 [15]提出了耐震奔騰筆記本計(jì)算機(jī)熱管理方法，將由 CPU 產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到外部大氣中。極端條件下能可靠運(yùn)行的耐震筆記本的熱設(shè)計(jì)，最緊迫的約束就是在極高外部溫度下的運(yùn)行和不允許計(jì)算機(jī)具有通風(fēng)口。 Marongiu[14]研究了嵌入微熱管和其他高導(dǎo) 熱率材料的微通道散熱器對(duì) MCMS 的強(qiáng)化冷卻，揭露了微熱管和其他高熱導(dǎo)率材料（如石墨）以不同配置嵌入 MCMS 微通道散熱器設(shè)計(jì)中的研究。輥壓熱管的熱性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示了輥壓熱管最高和最低溫度之間的溫降，并決定了輥壓熱管中的最佳液體灌注量和毛細(xì)循環(huán)數(shù)目。1020WCPU 產(chǎn)生的熱量，而保持它的表面溫度低于 95OC，不超過(guò) LCD 的熱范圍。盡管只是在筆記本電腦中進(jìn)行測(cè)試，但是熱管的分析和方法同樣可以應(yīng)用在其他的便攜式設(shè)備中。第二種是用熱管連接在筆記本電腦外面的一個(gè)鋁盤，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，有著邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 高效和高性能的散熱效果。微型換熱器的體積僅達(dá) 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Φ 3 到 Φ 6mm 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)邊面熱功能結(jié)構(gòu)更趨向于多維、多尺度特征方向發(fā)展。由加州大學(xué)牽頭。由斯坦福大學(xué)牽頭； 用于改進(jìn)微電子冷卻的微加工集成技術(shù)。由佐治亞理工大學(xué)牽頭； 采用熱聲制冷原理的芯片級(jí)熱管理技術(shù)。有卡內(nèi)基 — 梅 隆大學(xué)牽頭； 采用層壓陶瓷的 MEMS 的集成式熱管理技術(shù)。又北卡大學(xué)牽頭。由噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室牽頭進(jìn)行； 高集成度的微電子和光子主動(dòng)冷卻技術(shù)。美國(guó)政府在 19992021 年期間，通過(guò)國(guó)防先進(jìn)研究項(xiàng)目暑（ DARPA—— Defense Advanced Reasearch Projects Agency）組織了迄今為止最大規(guī)模的針對(duì)性研究，動(dòng)員國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和著名大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)與工業(yè)界組成跨領(lǐng)域的研究團(tuán)隊(duì)，以發(fā)展用于下一代高集成度芯片的新概念控制方法。如此嚴(yán)峻的熱控制問(wèn)題，導(dǎo)致傳統(tǒng)的熱控制方式很難滿足散熱需求，新的熱控制方式急需出臺(tái)。目前芯片發(fā)邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 熱區(qū)域（ ）上的功率已超過(guò) 105W，且未來(lái)有快速增加的趨勢(shì)， INTEL公司已經(jīng)向全球散熱器供應(yīng)商征集 2021 年 125145W 功率 CPU空氣強(qiáng)制對(duì)流散熱方案。 INTEL 公司迫于目前奔騰處理器的發(fā)熱量過(guò)大的問(wèn)題，以不能通過(guò)增加工作頻率來(lái)提高處理器的計(jì)算速度，轉(zhuǎn)而走雙核心路線，但雙核心的 P4 功率居然也將達(dá)到 200W 左右。 全球第一品牌 PC 廠戴爾（ DELL）為節(jié)省成本，在 2021 年第三季所推出數(shù)款臺(tái)式機(jī)電腦中，將 CPU 熱管數(shù)量從 3