基于翅状热沟犁削的最佳后角的研究开题报告

xx 学 院 毕业设计开题报告书 课题名称 基于翅状热沟犁削的最佳后角的研究 学生姓名 xx x 学 号 0241118093 院（系）、专业 指导教师 xxxx 2006 年 3 月 13 日 一、 课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 课题来源： 华南 理工大学承担的国家自然科学 基金重点项目 “机电表面功能结构及相关热物理问题的基础研究 ”项目批准号： 50436010的细节内容。 目的意义： 近年来 ,随着电子科技的进步 ,许多电子产品不断地往高性能化 、 高功率化以及超薄、微型化发展 ,使得电子元件单位面积所产生的热量越来越高 ,同时电子产品的高集成度使其有效散热空间日 趋减小，且许多场合散热空间是封闭或半封闭的，从而导致有效散热空间非常狭小而热流密度又非常高，这一尖锐矛盾导致微电子产品中的热控制成本急剧上升。 具有 高热流密度 电子产品冷却问题成为当前或未来电子产品首要克服的关键问题 。 根据美国 ITRS 对于未来半导体发展历程之预估 ,在未来数年 ,PC 所用的 CPU 工作频率与热量仍将持续升高 ,可预见未来电子散热问题仍没有缓和的趋势 ,因此电子冷却技术的增进与突破便显得更加迫切与重要 。 国内外现状及水平： 全球第一大品牌 PC 厂戴尔 (Dell)为节省成本，在 2004 年第三季所推出数款台式机电脑中，将 CPU 散热模块内建导热管数量从 3 支缩减为 2 支，却造成这几款台式机因散热效果欠佳，而陆续出现风扇声音过大及容易死机等现象 。全球第二大显卡制造厂商加拿大 ATI 公司对第四代顶极显卡散热解决方案进行招标 ,其中整块显卡电路板 (包 括 ASIC 芯片和显存 )总功耗达 130W,整个散热模块总重量不超过 250 克 ,并且有严格的体积和噪声限制，应标方案采用 2 支微热管才基本满足要求。 Intel 公司迫于目前奔腾处理器的发热量过大问题，已不能通过增加工作频率来提高处理器的计算速度 ,转而走双核心路线 ,但双核心的 P4 功率居然也将达到 200W 左右 。 目前芯片发热区域（ cmcm 5.15.1 ）上的功耗已超过 105W，且未来有快速增加的趋势， Intel公司已经向全球散热器供应商征集 2005 年 125-145W 功耗 CPU 空气 强制对流 散热方案。高 集成度芯片功耗急剧增大导致极高的热流密度（接近 610 2/mW ）， 已接近常规强制对流换热能力的极限。如此严峻的热控制问题 ,导致 传统的热控制方式很难满足散热需求，新的热控制方式急需出台。 目前，针对微电子产品的极高热流密度条件下的热控制问题的研究是一项多学科跨领域的交叉性前沿课题。美国政府在 1999 至 2002 年期间，通过国防先进研究项目署 (DARPADefense Advanced Research Projects Agency)组织了迄今为止最大规模的 针对性研究，动员国家实验室和著名大学等科研机构与工业界组成跨领域的研究团队，以发展用于下一代高集成度芯片的新概念热控制方法。具体的研究工作分布在流体和固体两大研究领域。 虽然在这两大领域中在热控制方面都取得的较大的成就，但是由于科研成本或制作成本较高，至今仍是世界各大企业和中、小企业面临的一个相当棘手的问题。本篇论文主要是考虑从机械加工的方面来实现热控制的新方法。即在一般的犁削加工中控制好散热片的材料，加工刀具的切削角度及切削用量来提高加工后的散热片的热传递能力。既然降低了生产成本， 也能达到良好的散热条件。 二、课题研究的主要内容、研究方法和准备采取的措施 主要内容： 基于一般制造产生的翅状热沟犁削 的生产过程 ，论文所陈述的是在 犁削 过程中产生的翅状热沟犁削 机理 ，研究的是产生翅状卷曲的机械装置和加工后的翅状表面 散 热控制的能力。通过控制基于连续的切削片的卷曲情况：把切削片处理成直而平的翅状切削片，来提高切削片的热传递能力。通过 查阅相关资料，进行一系列的实验，得出大量数据，根据所得的数据进行分析研究，写出相关论文。毕业设计图纸和说明书符合学校规定的基本要求。 研究方法： 理论与实践相结合， 通过单因素实验确定热沟犁削的最佳后角。 具体如下： 1、对金属切削原理、机械制造工艺和 刀具选择设计 等课程进行较全面的复习，掌握相关的基本理论； 2、 本次主要研究的是在 犁削 过程中刀具的最佳后角。刀具的后角影响 犁削 片的卷曲情况和翅状 犁削 片的表面情况，而这两个条件是决定翅状 犁削 片的热控制能力。在实验过程中通过不断改变刀具后角的大小，通过热传递能力比较，来得到 犁削 过程中产生最佳翅状 犁削 片的最佳后角； 3、通过学校实验室做相关实验得出相关数据。 准备采取的措施： 1、查阅相关资料，并对机械制造工艺基 础、切削原理、 机械加工工艺手册 等课程进行全面的复习。 2、到实验工厂进行现场考察，获取所需要的原始数据； 3、到校实验室做相关实验，获取实验数据。 4、实验数据的整理分析。 5、根据实验数据绘制参数图，分析结果，得出结论。 三、现有基础和具备的条件 现有基础： 大学四年的学习中，我们比较系统地学习了机械原理、概率统计、控制工程、金属切削切削原理和机械制造工艺基础等课程，已经掌握了基本的专业知识，同时，通过对有关文献的检索与阅读，使我对本课题有了一定的了解，这就为我们进行这一项研究工作打下了 基础。经过几个学期间的一系列的设计与实习，锤炼了我们综合多门课程知识进行创新的能力。与此同时，网络技术的日新月异与高速发展，更是为我们的研究提供了广阔的平台，诸如： 国期刊网、维普网、万方数据库、超星数字图书馆等网站能为我们提供所需的资料。同时学校图书馆也是我们查找资料的去处，诸如各学校的学报、各种期刊也是或多或少地有所记载。特别是课题承担单位 -华南理工大学对此课题进行了大量的前期研究工作。而校办工厂具有的实验设备更是为我们提供了现实的实验平台。 具备的条件： 1、机械与能源工程系的 CAD 实验室； 2、 校办工厂的一系列生产设备（牛头刨床等）； 3、学生自备的有关学习教材； 4、辅导老师提供的一定的学术论文和学生自找的有关参考文献； 5、学生自备的计算机。 四、总的工作任务，进度安排以及预期结果 工作任务： 1、现场考察，收集所需要的原始数据； 2、全面复习有关的基础理论； 3、通过做实验，获取实验数据； 4、编写说明书（符合基本要求）。 进度安排： 第 1 周：查阅相关资料； 第 2 周 第 3 周：书写并上交开题报告； 第 4 周 第 5 周：方案设计（总体设计）； 第 6 周 第 7 周：进行实验， 获取数据； 第 8 周 第 9 周：书写、整理、检查和打印毕业设计说明书； 第 10 周：毕业答辩。 预期结果： 通过实验，分析所得数据，完成基于翅状热沟犁削的最佳后角的研究 。编写的设计说明书符合基本要求。本次研究应具有相当的实用性，可用于生产实际和科学研究。