基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究開題報告

xx 學 院 畢業(yè)設計開題報告書 課題名稱 基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究 學生姓名 xx x 學 號 0241118093 院（系）、專業(yè) 指導教師 xxxx 2006 年 3 月 13 日 一、 課題的來源、目的意義（包括應用前景）、國內外現(xiàn)狀及水平 課題來源： 華南 理工大學承擔的國家自然科學 基金重點項目 “機電表面功能結構及相關熱物理問題的基礎研究 ”項目批準號： 50436010的細節(jié)內容。 目的意義： 近年來 ,隨著電子科技的進步 ,許多電子產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生的熱量越來越高 ,同時電子產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，這一尖銳矛盾導致微電子產品中的熱控制成本急劇上升。 具有 高熱流密度 電子產品冷卻問題成為當前或未來電子產品首要克服的關鍵問題 。 根據美國 ITRS 對于未來半導體發(fā)展歷程之預估 ,在未來數年 ,PC 所用的 CPU 工作頻率與熱量仍將持續(xù)升高 ,可預見未來電子散熱問題仍沒有緩和的趨勢 ,因此電子冷卻技術的增進與突破便顯得更加迫切與重要 。 國內外現(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 年第三季所推出數款臺式機電腦中，將 CPU 散熱模塊內建導熱管數量從 3 支縮減為 2 支，卻造成這幾款臺式機因散熱效果欠佳，而陸續(xù)出現(xiàn)風扇聲音過大及容易死機等現(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行招標 ,其中整塊顯卡電路板 (包 括 ASIC 芯片和顯存 )總功耗達 130W,整個散熱模塊總重量不超過 250 克 ,并且有嚴格的體積和噪聲限制，應標方案采用 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 ,轉而走雙核心路線 ,但雙核心的 P4 功率居然也將達到 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公司已經向全球散熱器供應商征集 2005 年 125-145W 功耗 CPU 空氣 強制對流 散熱方案。高 集成度芯片功耗急劇增大導致極高的熱流密度（接近 610 2/mW ）， 已接近常規(guī)強制對流換熱能力的極限。如此嚴峻的熱控制問題 ,導致 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科跨領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，動員國家實驗室和著名大學等科研機構與工業(yè)界組成跨領域的研究團隊，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域。 雖然在這兩大領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)面臨的一個相當棘手的問題。本篇論文主要是考慮從機械加工的方面來實現(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。既然降低了生產成本， 也能達到良好的散熱條件。 二、課題研究的主要內容、研究方法和準備采取的措施 主要內容： 基于一般制造產生的翅狀熱溝犁削 的生產過程 ，論文所陳述的是在 犁削 過程中產生的翅狀熱溝犁削 機理 ，研究的是產生翅狀卷曲的機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 查閱相關資料，進行一系列的實驗，得出大量數據，根據所得的數據進行分析研究，寫出相關論文。畢業(yè)設計圖紙和說明書符合學校規(guī)定的基本要求。 研究方法： 理論與實踐相結合， 通過單因素實驗確定熱溝犁削的最佳后角。 具體如下： 1、對金屬切削原理、機械制造工藝和 刀具選擇設計 等課程進行較全面的復習，掌握相關的基本理論； 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 過程中產生最佳翅狀 犁削 片的最佳后角； 3、通過學校實驗室做相關實驗得出相關數據。 準備采取的措施： 1、查閱相關資料，并對機械制造工藝基 礎、切削原理、 機械加工工藝手冊 等課程進行全面的復習。 2、到實驗工廠進行現(xiàn)場考察，獲取所需要的原始數據； 3、到校實驗室做相關實驗，獲取實驗數據。 4、實驗數據的整理分析。 5、根據實驗數據繪制參數圖，分析結果，得出結論。 三、現(xiàn)有基礎和具備的條件 現(xiàn)有基礎： 大學四年的學習中，我們比較系統(tǒng)地學習了機械原理、概率統(tǒng)計、控制工程、金屬切削切削原理和機械制造工藝基礎等課程，已經掌握了基本的專業(yè)知識，同時，通過對有關文獻的檢索與閱讀，使我對本課題有了一定的了解，這就為我們進行這一項研究工作打下了 基礎。經過幾個學期間的一系列的設計與實習，錘煉了我們綜合多門課程知識進行創(chuàng)新的能力。與此同時，網絡技術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、維普網、萬方數據庫、超星數字圖書館等網站能為我們提供所需的資料。同時學校圖書館也是我們查找資料的去處，諸如各學校的學報、各種期刊也是或多或少地有所記載。特別是課題承擔單位 -華南理工大學對此課題進行了大量的前期研究工作。而校辦工廠具有的實驗設備更是為我們提供了現(xiàn)實的實驗平臺。 具備的條件： 1、機械與能源工程系的 CAD 實驗室； 2、 校辦工廠的一系列生產設備（牛頭刨床等）； 3、學生自備的有關學習教材； 4、輔導老師提供的一定的學術論文和學生自找的有關參考文獻； 5、學生自備的計算機。 四、總的工作任務，進度安排以及預期結果 工作任務： 1、現(xiàn)場考察，收集所需要的原始數據； 2、全面復習有關的基礎理論； 3、通過做實驗，獲取實驗數據； 4、編寫說明書（符合基本要求）。 進度安排： 第 1 周：查閱相關資料； 第 2 周 第 3 周：書寫并上交開題報告； 第 4 周 第 5 周：方案設計（總體設計）； 第 6 周 第 7 周：進行實驗， 獲取數據； 第 8 周 第 9 周：書寫、整理、檢查和打印畢業(yè)設計說明書； 第 10 周：畢業(yè)答辯。 預期結果： 通過實驗，分析所得數據，完成基于翅狀熱溝犁削的最佳后角的研究 。編寫的設計說明書符合基本要求。本次研究應具有相當的實用性，可用于生產實際和科學研究。