專利名稱：銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種光電子和微電子器件的傳熱元件的制造設(shè)備，尤其是銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置。
背景技術(shù)：
目前，大功率LED、紅外探測(cè)矩陣、大功率固體激光器、高性能微處理器等光電子和微電子芯片及其應(yīng)用系統(tǒng)的微型化及其高集成度的發(fā)展趨勢(shì)，導(dǎo)致散熱空間狹小及高熱流密度等新特點(diǎn)和新現(xiàn)象的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的利用増大有效散熱面積來進(jìn)行散熱的方法己經(jīng)不能滿足目前的散熱需求，而具 有高導(dǎo)熱率、良好的等溫性、熱響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、無需額外電カ驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)的小型和微型熱管成為散熱空間狹小及高熱流密度芯片導(dǎo)熱的理想元件。熱管的主要由管殼、端蓋、吸液芯、腰板四部分組成，其中熱管的傳熱性能主要取決于管內(nèi)壁吸液芯結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有熱管加工設(shè)備由于結(jié)構(gòu)原因存在吸液芯結(jié)構(gòu)易損壞，更致命的是燒結(jié)層較厚，重量比溝槽式吸液芯重40 60%，操作極不方便，影響傳熱性能，生產(chǎn)成本較高，不符合電子器件輕薄短小型化發(fā)展趨勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有熱管加工吸液芯結(jié)構(gòu)易損壞，操作極不方便，影響傳熱性能和生產(chǎn)成本較高的問題。本實(shí)用新型提供ー種銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置。該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置具有機(jī)械加工性能好，加工效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可加工出重量輕的內(nèi)壁具有微型溝槽結(jié)構(gòu)的銅管，且微型溝槽結(jié)構(gòu)可靠，不易損壞的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置包括機(jī)座和轉(zhuǎn)動(dòng)軸。轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在機(jī)座內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定軸，固定軸內(nèi)徑向連接有2個(gè)橡膠滾子，轉(zhuǎn)動(dòng)軸右側(cè)連接有固定模，固定模內(nèi)通過壓球保持架連接有旋壓球，固定模右側(cè)連接有整形模，固定模左側(cè)有連接在固定軸上的定位模，定位模和整形模居中通孔兩側(cè)為喇叭ロ，定位模上有通油孔，兩橡膠滾子和兩旋壓球中間有銅管，銅管內(nèi)有刀桿，刀桿右端連接有圓柱形的刀體，刀體外軸向均布有矩形直齒，并且置于銅管旋壓部變形區(qū)位置。上述方案中的刀體直徑為3 6毫米，矩形直齒齒數(shù)為30 70個(gè)，齒高為O .
I O. 25毫米，齒寬為O. 10 O. 20毫米。本實(shí)用新型具有如下有益效果該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置由于采用轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在機(jī)座內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定軸，固定軸內(nèi)徑向連接有2個(gè)橡膠滾子，轉(zhuǎn)動(dòng)軸右側(cè)連接有固定摸，固定模內(nèi)通過壓球保持架連接有旋壓球，固定模右側(cè)連接有整形摸，固定模左側(cè)有連接在固定軸上的定位模，定位模和整形模居中通孔兩側(cè)為喇叭ロ，定位模上有通油孔，兩橡膠滾子和兩旋壓球中間有銅管，銅管內(nèi)有刀桿，刀桿右端連接有圓柱形的刀體，刀體外軸向均布有矩形直齒，并且置于銅管旋壓部變形區(qū)位置結(jié)構(gòu)。利用推力裝置與銅管擠壓接觸，定位模與固定模連接、壓球保持架分別與整形模和固定模連接，定位模、固定模、壓球保持架、整形模和銅管組成ー個(gè)可通入油液的密閉腔體，密閉腔體內(nèi)設(shè)有帶旋壓球的旋壓裝置，旋壓裝置的旋壓球保持架與銅管之間留有間隙，便于旋壓球擠壓銅管，固定模和壓球保持架上設(shè)有斜面結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)與固定旋壓球保持架的位置。微型內(nèi)溝槽的制造是通過高壓油層，使旋壓球旋壓銅管來傳遞旋壓力，銅管在旋壓球的高速旋轉(zhuǎn)、刀體拉削以及橡膠滾子對(duì)銅管擠壓的共同作用下受到復(fù)雜壓カ的作用，從而使局部產(chǎn)生塑性變形，加工出微型內(nèi)溝槽。該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置制作的帶有微型內(nèi)溝槽結(jié)構(gòu)的銅管重量較輕，微型內(nèi)溝槽結(jié)構(gòu)可靠性好，加工過程簡單，操作容易。所以說該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加エ裝置具有機(jī)械加工性能好，加工效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化，可加工出重量輕的內(nèi)壁具有微型溝槽結(jié)構(gòu)的銅管，且微型溝槽結(jié)構(gòu)可靠，不易損壞的特點(diǎn)。


附圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-機(jī)座，2-轉(zhuǎn)動(dòng)軸，3-固定軸，4-橡膠滾子，5-固定模，6-壓球保持架，7-旋壓球，8-整形模，9-定位模，10-通油孔，11-銅管，12-刀桿，13-刀體。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明由圖I所示,該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置包括機(jī)座I和轉(zhuǎn)動(dòng)軸2。轉(zhuǎn)動(dòng)軸2通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在機(jī)座I內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2左側(cè)連接有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2內(nèi)通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定軸3，固定軸3內(nèi)徑向連接有2個(gè)橡膠滾子4，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2右側(cè)連接有固定模5，固定模5內(nèi)通過壓球保持架6連接有旋壓球7，固定模5右側(cè)連接有整形模8，固定模5左側(cè)有連接在固定軸3上的定位模9，定位模9和整形模8居中通孔兩側(cè)為喇叭ロ，定位模9上有通油孔10，兩橡膠滾子4和兩旋壓球7中間有銅管11，銅管11左側(cè)有推力裝置，推力裝置推力銅管11向右移動(dòng)，銅管11右側(cè)有拉動(dòng)裝置，拉動(dòng)裝置拉動(dòng)銅管11向右移動(dòng)，銅管11內(nèi)有刀桿12，刀桿12右端連接有圓柱形的刀體13，刀體13外軸向均布有矩形直齒，并且置于銅管旋壓部變形區(qū)位置。刀體13直徑為3 6毫米，矩形直齒齒數(shù)為30 70個(gè),齒高為O . I O. 25毫米，齒寬為O. 10 0.20毫米,兩兩橡膠滾子4外有滾槽，滾槽與滾槽之間還留有間隙。該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置加工步驟包括如下I、安裝、定位、預(yù)壓縮銅管11 一端通過工作臺(tái)上的エ件夾具夾緊，另一端由推力裝置夾緊，使刀體13穿過銅管11，定位至銅管11旋壓變形區(qū)位置，エ件夾具和推力裝置共同作用下銅管11在導(dǎo)軌上做軸向運(yùn)動(dòng)，將銅管11穿過定位模9進(jìn)行軸向定位，同時(shí)將銅管11預(yù)壓縮到一定直徑，為后序步驟做準(zhǔn)備；2、旋壓將預(yù)壓縮的銅管穿過旋壓器，旋壓器中的旋壓球7旋壓銅管11產(chǎn)生塑性變形，使銅管11內(nèi)徑縮小到期望大?。?、微型內(nèi)溝槽成形在上述旋壓步驟進(jìn)行中，銅管11的內(nèi)徑縮小的同時(shí)，旋壓球7高速旋轉(zhuǎn)旋壓銅管11，在變形區(qū)與刀體13產(chǎn)生擠壓作用，使銅管11內(nèi)表面產(chǎn)生塑性變形，從而加工出微型內(nèi)溝槽；4、整形銅管11在旋壓成型后會(huì)產(chǎn)生回彈，把銅管11經(jīng)過整形模8整形，其過程是將產(chǎn)生回彈的銅管11穿過整形模8，整形模8擠壓回彈的銅管11，消除回彈應(yīng)力，完成整形。具體說，工作吋，油液經(jīng)過定位模9上的通油孔10進(jìn)入由定位模9、旋壓器、整形模8和銅管11形成的密閉腔體中，旋壓器的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)腔體中的高壓油液也高速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，在旋壓球7和銅管11之間、旋壓球7和旋壓器上的固定模5之間、旋壓球7和旋壓器7上的壓球保持架6之間形成一層極薄的高壓油層，即工作過程中，旋壓球7和銅管11、固定模5以及壓球保持架6是非接觸的，旋壓球7旋壓銅管11的力通過高壓油層傳遞到銅管11上面，這樣不但可以大大減少旋壓過程中旋壓球7和銅管11、固定模5以及壓球保持架6之間的摩擦力，而且也可以大大改善銅管11的表面質(zhì)量。刀體13的軸向位置由刀桿12長度來確定。刀體13位置在加工過程中需要保持不變；根據(jù)需要加工出的微型內(nèi)溝槽尺寸及形狀， 確定刀體13與旋壓球7的位置關(guān)系，包括徑向與軸向尺寸關(guān)系，刀體13的齒形、齒數(shù)以及其它幾何參數(shù)，選擇相應(yīng)的軸向拉拔速度、旋壓球7轉(zhuǎn)速以及橡膠滾子4的轉(zhuǎn)速，銅管11和刀體13在旋壓球7和推力裝置的作用下作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在局部產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而加工出大深寬比且均勻的溝槽。整個(gè)工作過程需要在推力裝置、定位模9、旋壓器和整形模8的相互配合下才能提高被拉拔銅管11的質(zhì)量。內(nèi)表面具有微型內(nèi)溝槽結(jié)構(gòu)的銅管11的形成可以分為三個(gè)部分，四個(gè)加工區(qū)，即經(jīng)過定位模9預(yù)壓縮后的預(yù)壓縮部分，旋壓球7旋壓銅管11變形部分及微溝槽成形部分，微溝槽己成形部分及銅管整形部分；其中，預(yù)壓縮部分為待旋壓加工區(qū)，微溝槽成形部分又可以分為銅管11變形部分微型內(nèi)溝槽正在加工區(qū)和銅管變形部分微型內(nèi)溝槽待加工區(qū)，銅管整形部分為己成形微型內(nèi)溝槽的銅管整形加工區(qū)。微型內(nèi)溝槽成形過程的實(shí)質(zhì)是銅管11在推力裝置、刀體13、旋壓球7及軸向拉力的連續(xù)拉拔ー擠壓作用下的局部塑性變形過程。在整個(gè)加工過程中，內(nèi)壁金屬受到復(fù)雜的擠壓カ和拉拔力，同時(shí)也受到旋壓過程中旋壓球7產(chǎn)生的周向摩擦力和橡膠滾子4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軸向摩擦力，所以該塑性變形過程相當(dāng)復(fù)雜，溝槽成形過程主要是由刀體13先擠壓出微型內(nèi)溝槽，然后在拉拔力、旋壓カ以及滾子摩擦力的共同作用下進(jìn)ー步成形。加工中，刀體13的外徑和銅管11的內(nèi)徑及旋壓量必須相符合，這樣才能保證加工出理想的微型內(nèi)溝槽。通過控制刀體13的幾何形狀、旋壓球7的旋壓量與旋壓速度、定位模9與整形模8的內(nèi)徑尺寸、推力裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及拉拔工作臺(tái)拉拔速度等參數(shù)可以得到多種形狀、傳熱性能優(yōu)良的微型內(nèi)溝槽結(jié)構(gòu)。通過實(shí)際試驗(yàn)得出，制造得到的銅管11表面質(zhì)量優(yōu)良，微型內(nèi)溝槽的質(zhì)量與其它方法制造得到的微型內(nèi)溝槽的質(zhì)量有很大的改善，并且銅管11具有很好的的傳熱性能。
權(quán)利要求1.ー種銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置，包括機(jī)座(I)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在機(jī)座(I)內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有固定軸(3)，固定軸(3)內(nèi)徑向連接有2個(gè)橡膠滾子(4)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)右側(cè)連接有固定模(5)，固定模(5)內(nèi)通過壓球保持架(6)連接有旋壓球(7)，固定模(5)右側(cè)連接有整形模(8)，固定模(5)左側(cè)有連接在固定軸(3)上的定位模(9)，定位模(9)和整形模(8)居中通孔兩側(cè)為喇叭ロ，定位模(9)上有通油孔(10)，兩橡膠滾子(4)和兩旋壓球(7)中間有銅管(11)，銅管(11)內(nèi)有刀桿(12)，刀桿(12)右端連接有圓柱形的刀體(13)，刀體(13)外軸向均布有矩形直齒，并且置于銅管旋壓部變形區(qū)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置，其特征在于刀體(13)直徑為3 6毫米,矩形直齒齒數(shù)為30 70個(gè),齒高為O . I O. 25毫米，齒寬為O. 10 O.20暈米。
專利摘要一種銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置。主要解決現(xiàn)有熱管加工吸液芯結(jié)構(gòu)易損壞，操作極不方便的問題。其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在機(jī)座(1)內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)內(nèi)連有固定軸(3)，固定軸(3)內(nèi)連有2個(gè)橡膠滾子(4)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)連有固定模(5)，固定模(5)內(nèi)通過壓球保持架(6)連有旋壓球(7)，固定模(5)連有整形模(8)，固定模(5)有連在固定軸(3)上的定位模(9)，定位模(9)和整形模(8)通孔兩側(cè)為喇叭口，銅管(11)內(nèi)有刀桿(12)，刀桿(12)右端連有刀體(13)，刀體(13)外均布有矩形直齒。該銅管內(nèi)壁微型內(nèi)溝槽加工裝置具有機(jī)械加工性能好，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不易損壞的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23P23/00GK202438830SQ20112054905
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者于躍強(qiáng), 包麗, 曹忠亮, 李西兵, 杜忺峰, 王世剛, 王健佳, 胡清明, 郭強(qiáng) 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)