基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究開題報告

xx 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計開題報告書 課題名稱 基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究 學(xué)生姓名 xx x 學(xué) 號 0241118093 院（系）、專業(yè) 指導(dǎo)教師 xxxx 2006 年 3 月 13 日 一、 課題的來源、目的意義（包括應(yīng)用前景）、國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平 課題來源： 華南 理工大學(xué)承擔(dān)的國家自然科學(xué) 基金重點(diǎn)項目 “機(jī)電表面功能結(jié)構(gòu)及相關(guān)熱物理問題的基礎(chǔ)研究 ”項目批準(zhǔn)號： 50436010的細(xì)節(jié)內(nèi)容。 目的意義： 近年來 ,隨著電子科技的進(jìn)步 ,許多電子產(chǎn)品不斷地往高性能化 、 高功率化以及超薄、微型化發(fā)展 ,使得電子元件單位面積所產(chǎn)生的熱量越來越高 ,同時電子產(chǎn)品的高集成度使其有效散熱空間日 趨減小，且許多場合散熱空間是封閉或半封閉的，從而導(dǎo)致有效散熱空間非常狹小而熱流密度又非常高，這一尖銳矛盾導(dǎo)致微電子產(chǎn)品中的熱控制成本急劇上升。 具有 高熱流密度 電子產(chǎn)品冷卻問題成為當(dāng)前或未來電子產(chǎn)品首要克服的關(guān)鍵問題 。 根據(jù)美國 ITRS 對于未來半導(dǎo)體發(fā)展歷程之預(yù)估 ,在未來數(shù)年 ,PC 所用的 CPU 工作頻率與熱量仍將持續(xù)升高 ,可預(yù)見未來電子散熱問題仍沒有緩和的趨勢 ,因此電子冷卻技術(shù)的增進(jìn)與突破便顯得更加迫切與重要 。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平： 全球第一大品牌 PC 廠戴爾 (Dell)為節(jié)省成本，在 2004 年第三季所推出數(shù)款臺式機(jī)電腦中，將 CPU 散熱模塊內(nèi)建導(dǎo)熱管數(shù)量從 3 支縮減為 2 支，卻造成這幾款臺式機(jī)因散熱效果欠佳，而陸續(xù)出現(xiàn)風(fēng)扇聲音過大及容易死機(jī)等現(xiàn)象 。全球第二大顯卡制造廠商加拿大 ATI 公司對第四代頂極顯卡散熱解決方案進(jìn)行招標(biāo) ,其中整塊顯卡電路板 (包 括 ASIC 芯片和顯存 )總功耗達(dá) 130W,整個散熱模塊總重量不超過 250 克 ,并且有嚴(yán)格的體積和噪聲限制，應(yīng)標(biāo)方案采用 2 支微熱管才基本滿足要求。 Intel 公司迫于目前奔騰處理器的發(fā)熱量過大問題，已不能通過增加工作頻率來提高處理器的計算速度 ,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 。 目前芯片發(fā)熱區(qū)域（ cmcm 5.15.1 ）上的功耗已超過 105W，且未來有快速增加的趨勢， Intel公司已經(jīng)向全球散熱器供應(yīng)商征集 2005 年 125-145W 功耗 CPU 空氣 強(qiáng)制對流 散熱方案。高 集成度芯片功耗急劇增大導(dǎo)致極高的熱流密度（接近 610 2/mW ）， 已接近常規(guī)強(qiáng)制對流換熱能力的極限。如此嚴(yán)峻的熱控制問題 ,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。 目前，針對微電子產(chǎn)品的極高熱流密度條件下的熱控制問題的研究是一項多學(xué)科跨領(lǐng)域的交叉性前沿課題。美國政府在 1999 至 2002 年期間，通過國防先進(jìn)研究項目署 (DARPADefense Advanced Research Projects Agency)組織了迄今為止最大規(guī)模的 針對性研究，動員國家實(shí)驗室和著名大學(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，以發(fā)展用于下一代高集成度芯片的新概念熱控制方法。具體的研究工作分布在流體和固體兩大研究領(lǐng)域。 雖然在這兩大領(lǐng)域中在熱控制方面都取得的較大的成就，但是由于科研成本或制作成本較高，至今仍是世界各大企業(yè)和中、小企業(yè)面臨的一個相當(dāng)棘手的問題。本篇論文主要是考慮從機(jī)械加工的方面來實(shí)現(xiàn)熱控制的新方法。即在一般的犁削加工中控制好散熱片的材料，加工刀具的切削角度及切削用量來提高加工后的散熱片的熱傳遞能力。既然降低了生產(chǎn)成本， 也能達(dá)到良好的散熱條件。 二、課題研究的主要內(nèi)容、研究方法和準(zhǔn)備采取的措施 主要內(nèi)容： 基于一般制造產(chǎn)生的翅狀熱溝犁削 的生產(chǎn)過程 ，論文所陳述的是在 犁削 過程中產(chǎn)生的翅狀熱溝犁削 機(jī)理 ，研究的是產(chǎn)生翅狀卷曲的機(jī)械裝置和加工后的翅狀表面 散 熱控制的能力。通過控制基于連續(xù)的切削片的卷曲情況：把切削片處理成直而平的翅狀切削片，來提高切削片的熱傳遞能力。通過 查閱相關(guān)資料，進(jìn)行一系列的實(shí)驗，得出大量數(shù)據(jù)，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，寫出相關(guān)論文。畢業(yè)設(shè)計圖紙和說明書符合學(xué)校規(guī)定的基本要求。 研究方法： 理論與實(shí)踐相結(jié)合， 通過單因素實(shí)驗確定熱溝犁削的最佳后角。 具體如下： 1、對金屬切削原理、機(jī)械制造工藝和 刀具選擇設(shè)計 等課程進(jìn)行較全面的復(fù)習(xí)，掌握相關(guān)的基本理論； 2、 本次主要研究的是在 犁削 過程中刀具的最佳后角。刀具的后角影響 犁削 片的卷曲情況和翅狀 犁削 片的表面情況，而這兩個條件是決定翅狀 犁削 片的熱控制能力。在實(shí)驗過程中通過不斷改變刀具后角的大小，通過熱傳遞能力比較，來得到 犁削 過程中產(chǎn)生最佳翅狀 犁削 片的最佳后角； 3、通過學(xué)校實(shí)驗室做相關(guān)實(shí)驗得出相關(guān)數(shù)據(jù)。 準(zhǔn)備采取的措施： 1、查閱相關(guān)資料，并對機(jī)械制造工藝基 礎(chǔ)、切削原理、 機(jī)械加工工藝手冊 等課程進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)。 2、到實(shí)驗工廠進(jìn)行現(xiàn)場考察，獲取所需要的原始數(shù)據(jù)； 3、到校實(shí)驗室做相關(guān)實(shí)驗，獲取實(shí)驗數(shù)據(jù)。 4、實(shí)驗數(shù)據(jù)的整理分析。 5、根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)繪制參數(shù)圖，分析結(jié)果，得出結(jié)論。 三、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件 現(xiàn)有基礎(chǔ)： 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中，我們比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了機(jī)械原理、概率統(tǒng)計、控制工程、金屬切削切削原理和機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)等課程，已經(jīng)掌握了基本的專業(yè)知識，同時，通過對有關(guān)文獻(xiàn)的檢索與閱讀，使我對本課題有了一定的了解，這就為我們進(jìn)行這一項研究工作打下了 基礎(chǔ)。經(jīng)過幾個學(xué)期間的一系列的設(shè)計與實(shí)習(xí)，錘煉了我們綜合多門課程知識進(jìn)行創(chuàng)新的能力。與此同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異與高速發(fā)展，更是為我們的研究提供了廣闊的平臺，諸如： 國期刊網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、超星數(shù)字圖書館等網(wǎng)站能為我們提供所需的資料。同時學(xué)校圖書館也是我們查找資料的去處，諸如各學(xué)校的學(xué)報、各種期刊也是或多或少地有所記載。特別是課題承擔(dān)單位 -華南理工大學(xué)對此課題進(jìn)行了大量的前期研究工作。而校辦工廠具有的實(shí)驗設(shè)備更是為我們提供了現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗平臺。 具備的條件： 1、機(jī)械與能源工程系的 CAD 實(shí)驗室； 2、 校辦工廠的一系列生產(chǎn)設(shè)備（牛頭刨床等）； 3、學(xué)生自備的有關(guān)學(xué)習(xí)教材； 4、輔導(dǎo)老師提供的一定的學(xué)術(shù)論文和學(xué)生自找的有關(guān)參考文獻(xiàn)； 5、學(xué)生自備的計算機(jī)。 四、總的工作任務(wù)，進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果 工作任務(wù)： 1、現(xiàn)場考察，收集所需要的原始數(shù)據(jù)； 2、全面復(fù)習(xí)有關(guān)的基礎(chǔ)理論； 3、通過做實(shí)驗，獲取實(shí)驗數(shù)據(jù)； 4、編寫說明書（符合基本要求）。 進(jìn)度安排： 第 1 周：查閱相關(guān)資料； 第 2 周 第 3 周：書寫并上交開題報告； 第 4 周 第 5 周：方案設(shè)計（總體設(shè)計）； 第 6 周 第 7 周：進(jìn)行實(shí)驗， 獲取數(shù)據(jù)； 第 8 周 第 9 周：書寫、整理、檢查和打印畢業(yè)設(shè)計說明書； 第 10 周：畢業(yè)答辯。 預(yù)期結(jié)果： 通過實(shí)驗，分析所得數(shù)據(jù)，完成基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究 。編寫的設(shè)計說明書符合基本要求。本次研究應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用性，可用于生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)研究。