一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置及其加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置及其加工方法，包括犁切机构、夹紧机构、缩管机构，犁切机构包括犁切刀具和用于犁切刀具沿轴向运动的轴向驱动单元，所述轴向驱动单元传动连接有连杆，所述犁切刀具可拆设置于所述连杆；夹紧机构设置有用于夹紧金属管的夹紧端；缩管机构包括缩管模具和用于驱动缩管模具沿轴向运动的缩管驱动单元；所述夹紧端设置于犁切机构和缩管机构之间，所述犁切刀具、夹紧端、缩管模具位于同一条轴向中心线上。本发明专利技术可以从韧性金属的金属管内壁面轴向加工直接制备表面阵列结构翅片，加工流程较为方便快捷，所需装置较为简单，加工成本低，加工效率高。加工效率高。加工效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置及其加工方法


[0001]本专利技术涉及翅片制备设备
，特别涉及一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置及其加工方法。

技术介绍

[0002]相变换热是利用工质气液转换完成吸放热循环实现热量转移的高效散热技术。随着电子产品越来越轻薄化，由于机体内部空间狭窄，对散热能力的要求也就越来越高。在相变换热的
，包括倾斜微针阵列结构在内的多种内表面结构的换热管被证明具有优异的换热性能，相比于普通的金属换热光管，其换热性能可以提高20％以上，且随着阵列结构的空间占比越大其优势越专利技术显。
[0003]然而，在现有加工工艺的限制下，空间占比小是金属换热管内表面翅片结构最明显的不足之处，具体表现为：第一，管内翅片结构的直径比较小，约为热管内径的10％～12.5％；第二，管内翅片结构的高度小于热管的壁厚。另外，倾斜微针阵列高效制造的核心难度还在于针体的大角度倾斜。迫使气流强制转向90
°
的理论最佳倾斜角在45
°
左右，但在金属增材制造中以整体沉积为代表的高效平价并行加工方法，尚未攻克大倾角细长柱体的稳定成形技术，半固态微触成形等方法也面临相似的问题。另一方面，微铣削等减材制造方法需要去除大量材料，造成材料成本的增加与浪费；在加工整体微针这种细长悬垂单元结构时单次加工量进一步受限，其效率远不能满足批量制备的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置及其加工方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，包括犁切机构、夹紧机构、缩管机构，犁切机构包括犁切刀具和用于犁切刀具沿轴向运动的轴向驱动单元，所述轴向驱动单元传动连接有连杆，所述犁切刀具可拆设置于所述连杆；夹紧机构设置有用于夹紧金属管的夹紧端；缩管机构包括缩管模具和用于驱动缩管模具沿轴向运动的缩管驱动单元；所述夹紧端设置于犁切机构和缩管机构之间，所述犁切刀具、夹紧端、缩管模具位于同一条轴向中心线上。
[0007]本专利技术的有益效果是：
[0008]将金属管一端夹紧固定于夹紧机构，启动轴向驱动单元使连杆向靠近金属管夹紧端运动，使连杆伸出金属管以便于犁切刀具的连接；将犁切刀具连接在轴向驱动单元连杆上；启动轴向驱动单元使得轴向驱动单元向左做进给运动从而牵引着犁切刀具对金属管进行犁切作业；待犁切刀具犁切完金属管非夹紧段，启动缩管驱动单元使得缩管模具对金属
管进行缩管作业。本专利技术可以从韧性金属的管金属管内壁面轴向加工直接制备表面阵列结构翅片，加工流程较为方便快捷，所需装置较为简单，加工成本低，加工效率高。缩管结构直接对已成阵列结构雏形的金属管进行缩径作业，而不需要再次在金属管内部进行其他加工。本专利技术可在犁切后继续进行缩管加工使得金属管内表面阵列翅片与金属管之间的角度从0
°
变化至45
°
左右，使得最终成形的三维阵列内翅片金属管内部空间占比大，拥有更强的传热系数。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述犁切刀具包括呈圆柱形的刀身，所述刀身的外周壁均布有犁切结构，所述犁切结构沿轴向延伸，所述犁切结构远离所述缩管机构端呈锥形结构。方便进行对金属管内壁进行梨切。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述犁切结构的数量可以由金属管的内径和犁切深度决定。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述犁切结构前角的范围为0度至45度。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述刀身靠近所述缩管机构端设置有螺帽，方便安装和拆卸犁切刀具，以及配合工具进行安装和拆卸犁切刀具。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述缩管机构的缩管量为金属管壁厚的0.5至1倍。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述夹紧机构包括相互夹紧的上夹具和下夹具，所述上夹具设置有上凹槽，所述下夹具设置有下凹槽，所述下凹槽和上凹槽形成夹持通道。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述夹紧机构还包括夹紧驱动单，所述夹紧驱动单用于驱动所述上夹具相对下夹具上下移动。进行自动夹持金属管。
[0016]本专利技术还提供了一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置的加工方法，包含以下步骤：
[0017]步骤一：将金属管一端夹紧固定于夹紧机构；
[0018]步骤二：启动轴向驱动单元使连杆向靠近金属管夹紧端运动，使连杆伸出金属管以便于犁切刀具的连接；
[0019]步骤三：将犁切刀具连接在轴向驱动单元连杆上；
[0020]步骤四：启动轴向驱动单元使得轴向驱动单元向左做进给运动从而牵引着犁切刀具对金属管进行犁切作业；
[0021]步骤五：待犁切刀具犁切完金属管非夹紧段，启动缩管驱动单元使得缩管模具对金属管进行缩管作业。
[0022]该加工方法可以直接对已成阵列结构雏形的金属管进行缩径作业，而不需要再次在金属管内部进行其他加工，形成空间占比大的内壁微针阵列翅片结构。
[0023]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤五中还包括：在启动缩管驱动单元前，在金属管外管壁涂抹润滑油，使金属管顺利缩管。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明；
[0025]图1是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一
实施例的结构示意图，其中六箭头分别表示前向、后向、左向、右向、上向和下向；
[0026]图2是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的结构示意图，其中六箭头分别表示前向、后向、左向、右向、上向和下向；
[0027]图3是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的刀具结构示意图，其中两箭头分别表示左向、右向；
[0028]图4是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的犁切机构结构示意图，其中两箭头分别表示左向、右向；
[0029]图5是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的金属管内壁示意图，其中两箭头分别表示左向、右向；
[0030]图6是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的金属管内壁示意图，其中两箭头分别表示左向、右向；
[0031]图7是本专利技术所提供的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其一实施例的金属管侧视图；
[0032]图8为本专利技术技术方案加工方法流程图。
[0033]附图标记：
[0034]犁切机构100、犁切刀具110、刀身111、犁切结构112、螺帽113、轴向驱动单元120、连杆121、夹紧机构200、夹紧驱动单元210、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于，包括：犁切机构(100)，其包括犁切刀具(110)和用于犁切刀具(110)沿轴向运动的轴向驱动单元(120)，所述轴向驱动单元(120)传动连接有连杆(121)，所述犁切刀具(110)可拆设置于所述连杆(121)；夹紧机构(200)，其设置有用于夹紧金属管(400)的夹紧端；缩管机构(300)，其包括缩管模具(320)和用于驱动缩管模具(320)沿轴向运动的缩管驱动单元(310)；所述夹紧端设置于犁切机构(100)和缩管机构(300)之间，所述犁切刀具(110)、夹紧端、缩管模具(320)位于同一条轴向中心线上。2.根据权利要求1所述的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于：所述犁切刀具(110)包括呈圆柱形的刀身(111)，所述刀身(111)的外周壁均布有犁切结构(112)，所述犁切结构(112)沿轴向延伸，所述犁切结构(112)远离所述缩管机构(300)端呈锥形结构。3.根据权利要求2所述的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于：所述犁切结构(112)的数量可以由金属管(400)的内径和犁切深度决定。4.根据权利要求2所述的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于：所述犁切结构(112)前角的范围为0度至45度。5.根据权利要求2所述的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于：所述刀身(111)靠近所述缩管机构(300)端设置有螺帽(113)。6.根据权利要求1所述的一种用于金属管内壁微针阵列结构翅片成型的装置，其特征在于：所述缩管机构(300)的缩管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉阳，王亮华，张蕾，林诗意，王奉涛，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：