CN202438830U - 铜管内壁微型内沟槽加工装置 - Google Patents

Abstract

一种铜管内壁微型内沟槽加工装置。主要解决现有热管加工吸液芯结构易损坏，操作极不方便的问题。其特征在于：转动轴(2)转动连接在机座(1)内，转动轴(2)内连有固定轴(3)，固定轴(3)内连有2个橡胶滚子(4)，转动轴(2)连有固定模(5)，固定模(5)内通过压球保持架(6)连有旋压球(7)，固定模(5)连有整形模(8)，固定模(5)有连在固定轴(3)上的定位模(9)，定位模(9)和整形模(8)通孔两侧为喇叭口，铜管(11)内有刀杆(12)，刀杆(12)右端连有刀体(13)，刀体(13)外均布有矩形直齿。该铜管内壁微型内沟槽加工装置具有机械加工性能好，容易实现自动化，不易损坏的特点。

Description

铜管内壁微型内沟槽加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种光电子和微电子器件的传热元件的制造设备，尤其是铜管内壁微型内沟槽加工装置。 

背景技术

目前，大功率LED、红外探测矩阵、大功率固体激光器、高性能微处理器等光电子和微电子芯片及其应用系统的微型化及其高集成度的发展趋势，导致散热空间狭小及高热流密度等新特点和新现象的出现，传统的利用增大有效散热面积来进行散热的方法己经不能满足目前的散热需求，而具有高导热率、良好的等温性、热响应快、结构简单、性能稳定、无需额外电力驱动等优点的小型和微型热管成为散热空间狭小及高热流密度芯片导热的理想元件。热管的主要由管壳、端盖、吸液芯、腰板四部分组成，其中热管的传热性能主要取决于管内壁吸液芯结构。现有热管加工设备由于结构原因存在吸液芯结构易损坏，更致命的是烧结层较厚，重量比沟槽式吸液芯重40～60%，操作极不方便，影响传热性能，生产成本较高，不符合电子器件轻薄短小型化发展趋势。 

发明内容

为了解决现有热管加工吸液芯结构易损坏，操作极不方便，影响传热性能和生产成本较高的问题。本实用新型提供一种铜管内壁微型内沟槽加工装置。该铜管内壁微型内沟槽加工装置具有机械加工性能好，加工效率高，容易实现自动化，可加工出重量轻的内壁具有微型沟槽结构的铜管，且微型沟槽结构可靠，不易损坏的特点。 

本实用新型的技术方案是：该铜管内壁微型内沟槽加工装置包括机座和转动轴。转动轴转动连接在机座内，转动轴内转动连接有固定轴，固定轴内径向连接有2个橡胶滚子，转动轴右侧连接有固定模，固定模内通过压球保持架连接有旋压球，固定模右侧连接有整形模，固定模左侧有连接在固定轴上的定位模，定位模和整形模居中通孔两侧为喇叭口，定位模上有通油孔，两橡胶滚子和两旋压球中间有铜管，铜管内有刀杆，刀杆右端连接有圆柱形的刀体，刀体外轴向均布有矩形直齿，并且置于铜管旋压部变形区位置。

上述方案中的刀体直径为3～6毫米，矩形直齿齿数为30～70个，齿高为0 . 1～0.25毫米 , 齿宽为0.10 ～ 0.20 毫米。

本实用新型具有如下有益效果：该铜管内壁微型内沟槽加工装置由于采用转动轴转动连接在机座内，转动轴内转动连接有固定轴，固定轴内径向连接有2个橡胶滚子，转动轴右侧连接有固定模，固定模内通过压球保持架连接有旋压球，固定模右侧连接有整形模，固定模左侧有连接在固定轴上的定位模，定位模和整形模居中通孔两侧为喇叭口，定位模上有通油孔，两橡胶滚子和两旋压球中间有铜管，铜管内有刀杆，刀杆右端连接有圆柱形的刀体，刀体外轴向均布有矩形直齿，并且置于铜管旋压部变形区位置结构。利用推力装置与铜管挤压接触，定位模与固定模连接、压球保持架分别与整形模和固定模连接，定位模、固定模、压球保持架、整形模和铜管组成一个可通入油液的密闭腔体，密闭腔体内设有带旋压球的旋压装置，旋压装置的旋压球保持架与铜管之间留有间隙，便于旋压球挤压铜管，固定模和压球保持架上设有斜面结构，调节与固定旋压球保持架的位置。微型内沟槽的制造是通过高压油层，使旋压球旋压铜管来传递旋压力，铜管在旋压球的高速旋转、刀体拉削以及橡胶滚子对铜管挤压的共同作用下受到复杂压力的作用，从而使局部产生塑性变形，加工出微型内沟槽。该铜管内壁微型内沟槽加工装置制作的带有微型内沟槽结构的铜管重量较轻，微型内沟槽结构可靠性好，加工过程简单，操作容易。所以说该铜管内壁微型内沟槽加工装置具有机械加工性能好，加工效率高，容易实现自动化，可加工出重量轻的内壁具有微型沟槽结构的铜管，且微型沟槽结构可靠，不易损坏的特点。

附图说明：

附图1是本实用新型结构示意图。

图中1-机座，2-转动轴，3-固定轴，4-橡胶滚子，5-固定模，6-压球保持架，7-旋压球，8-整形模，9-定位模，10-通油孔，11-铜管，12-刀杆，13-刀体。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该铜管内壁微型内沟槽加工装置包括机座1和转动轴2。转动轴2通过轴承转动连接在机座1内，转动轴2左侧连接有驱动装置，驱动装置带动转动轴2转动，转动轴2内通过轴承转动连接有固定轴3，固定轴3内径向连接有2个橡胶滚子4，转动轴2右侧连接有固定模5，固定模5内通过压球保持架6连接有旋压球7，固定模5右侧连接有整形模8，固定模5左侧有连接在固定轴3上的定位模9，定位模9和整形模8居中通孔两侧为喇叭口，定位模9上有通油孔10，两橡胶滚子4和两旋压球7中间有铜管11，铜管11左侧有推力装置，推力装置推力铜管11向右移动，铜管11右侧有拉动装置，拉动装置拉动铜管11向右移动，铜管11内有刀杆12，刀杆12右端连接有圆柱形的刀体13，刀体13外轴向均布有矩形直齿，并且置于铜管旋压部变形区位置。刀体13直径为3～6毫米，矩形直齿齿数为30～70个，齿高为0 . 1～0.25毫米 , 齿宽为0.10 ～ 0.20 毫米，两两橡胶滚子4外有滚槽，滚槽与滚槽之间还留有间隙。

该铜管内壁微型内沟槽加工装置加工步骤包括如下：

1、安装、定位、预压缩：铜管11一端通过工作台上的工件夹具夹紧，另一端由推力装置夹紧，使刀体13穿过铜管11，定位至铜管11旋压变形区位置，工件夹具和推力装置共同作用下铜管11在导轨上做轴向运动，将铜管11穿过定位模9进行轴向定位，同时将铜管11预压缩到一定直径，为后序步骤做准备；

2、旋压：将预压缩的铜管穿过旋压器，旋压器中的旋压球7旋压铜管11产生塑性变形，使铜管11内径缩小到期望大小；

3、微型内沟槽成形：在上述旋压步骤进行中，铜管11的内径缩小的同时，旋压球7高速旋转旋压铜管11，在变形区与刀体13产生挤压作用，使铜管11内表面产生塑性变形，从而加工出微型内沟槽；

4、整形：铜管11在旋压成型后会产生回弹，把铜管11经过整形模8整形，其过程是将产生回弹的铜管11穿过整形模8，整形模8挤压回弹的铜管11，消除回弹应力，完成整形。

具体说，工作时，油液经过定位模9上的通油孔10进入由定位模9、旋压器、整形模8和铜管11形成的密闭腔体中，旋压器的高速旋转带动腔体中的高压油液也高速旋转，此时，在旋压球7和铜管11之间、旋压球7和旋压器上的固定模5之间、旋压球7和旋压器7上的压球保持架6之间形成一层极薄的高压油层，即工作过程中，旋压球7和铜管11、固定模5以及压球保持架6是非接触的，旋压球7旋压铜管11的力通过高压油层传递到铜管11上面，这样不但可以大大减少旋压过程中旋压球7和铜管11、固定模5以及压球保持架6之间的摩擦力，而且也可以大大改善铜管11的表面质量。

刀体13的轴向位置由刀杆12长度来确定。刀体13位置在加工过程中需要保持不变；根据需要加工出的微型内沟槽尺寸及形状，确定刀体13与旋压球7的位置关系，包括径向与轴向尺寸关系，刀体13的齿形、齿数以及其它几何参数，选择相应的轴向拉拔速度、旋压球7转速以及橡胶滚子4的转速，铜管11和刀体13在旋压球7和推力装置的作用下作相对运动，在局部产生塑性变形，进而加工出大深宽比且均匀的沟槽。整个工作过程需要在推力装置、定位模9、旋压器和整形模8的相互配合下才能提高被拉拔铜管11的质量。内表面具有微型内沟槽结构的铜管11的形成可以分为三个部分，四个加工区，即经过定位模9预压缩后的预压缩部分，旋压球7旋压铜管11变形部分及微沟槽成形部分，微沟槽己成形部分及铜管整形部分；其中，预压缩部分为待旋压加工区，微沟槽成形部分又可以分为铜管11变形部分微型内沟槽正在加工区和铜管变形部分微型内沟槽待加工区，铜管整形部分为己成形微型内沟槽的铜管整形加工区。

微型内沟槽成形过程的实质是铜管11在推力装置、刀体13、旋压球7及轴向拉力的连续拉拔一挤压作用下的局部塑性变形过程。在整个加工过程中，内壁金属受到复杂的挤压力和拉拔力，同时也受到旋压过程中旋压球7产生的周向摩擦力和橡胶滚子4转动时的轴向摩擦力，所以该塑性变形过程相当复杂，沟槽成形过程主要是由刀体13 先挤压出微型内沟槽，然后在拉拔力、旋压力以及滚子摩擦力的共同作用下进一步成形。

加工中，刀体13的外径和铜管11的内径及旋压量必须相符合，这样才能保证加工出理想的微型内沟槽。通过控制刀体13的几何形状、旋压球7的旋压量与旋压速度、定位模9与整形模8的内径尺寸、推力装置的转动速度及拉拔工作台拉拔速度等参数可以得到多种形状、传热性能优良的微型内沟槽结构。通过实际试验得出，制造得到的铜管11表面质量优良，微型内沟槽的质量与其它方法制造得到的微型内沟槽的质量有很大的改善，并且铜管11具有很好的的传热性能。

Claims (2)

1.一种铜管内壁微型内沟槽加工装置，包括机座(1)和转动轴(2)，其特征在于：转动轴(2)转动连接在机座(1)内，转动轴(2)内转动连接有固定轴(3)，固定轴(3)内径向连接有2个橡胶滚子(4)，转动轴(2)右侧连接有固定模(5)，固定模(5)内通过压球保持架(6)连接有旋压球(7)，固定模(5)右侧连接有整形模(8)，固定模(5)左侧有连接在固定轴(3)上的定位模(9)，定位模(9)和整形模(8)居中通孔两侧为喇叭口，定位模(9)上有通油孔(10)，两橡胶滚子(4)和两旋压球(7)中间有铜管(11)，铜管(11)内有刀杆(12)，刀杆(12)右端连接有圆柱形的刀体(13)，刀体(13)外轴向均布有矩形直齿，并且置于铜管旋压部变形区位置。

2.根据权利要求1 所述的铜管内壁微型内沟槽加工装置，其特征在于：刀体(13)直径为3～6毫米，矩形直齿齿数为30～70个，齿高为0 . 1～0.25毫米 , 齿宽为0.10 ～ 0.20 毫米。

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