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一種微通道陣列加工方法

文檔序號:8389405閱讀:390來源:國知局
一種微通道陣列加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微通道陣列加工領(lǐng)域,特別是一種應(yīng)用于紫銅、鋁等金屬板的微通道陣列加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微通道是一種借助特殊微加工技術(shù)以固體基質(zhì)制造的二維或三維微細(xì)通道結(jié)構(gòu),當(dāng)前關(guān)于微通道的確切定義,比較通行直觀的分類是由Mehen-dale.s.s提出的按其水力當(dāng)量直徑的尺寸來劃分,通常將水力當(dāng)量直徑小于Imm通道稱為微通道。微通道因其結(jié)構(gòu)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、高表面積-體積比等特點,使其在傳質(zhì)、傳熱等方面表現(xiàn)出較高的性能。一般用于制造微通道換熱器、微通道反應(yīng)器、微通道板等微通道設(shè)備中。
[0003]常見的微通道加工工藝有LIGA技術(shù)、反應(yīng)離子刻蝕以及微細(xì)切削和銑削加工技術(shù)等。LIGA技術(shù)是利用同步輻射X光在PMMA上進行深度光刻,然后對光刻形成的結(jié)構(gòu)進行電鑄,產(chǎn)生微型三維金屬模具,通過在模具中澆鑄各種材料而形成各種微結(jié)構(gòu)。LIGA可以獲得高精度、高表面質(zhì)量和高縱橫比的微結(jié)構(gòu),并且適合于很寬的材料范圍,但昂貴的同步輻射光源和X光掩模板限制了其廣泛應(yīng)用。反應(yīng)離子刻蝕是利用低壓等離子體或在高真空環(huán)境下產(chǎn)生的粒子束去除材料,加工微通道時,隨著通道刻蝕深度的增加,等離子體中反應(yīng)離子在其中的傳輸過程中接觸刻蝕表面越來越困難,刻蝕表面反應(yīng)的生成物也越來越難以從孔或槽里出來,一般會出現(xiàn)刻蝕滯后、刻蝕停止、?壁彎曲和開槽效應(yīng)等現(xiàn)象,目前硅的刻蝕速率一般不大于22um/min。利用微細(xì)切削或銑削加工微通道時,一般采用金剛石刀具,但是金剛石刀具通常采用聚焦離子束刻蝕、化學(xué)機械拋光和線電極電火花磨削等方法加工。金剛石刀具的研磨和用鈍后重磨是一項極為關(guān)鍵的技術(shù),金剛石刀具的重磨,費用高而且不方便,因此一般一次性使用而不重磨刀具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中,常見微通道加工技術(shù)加工微通道設(shè)備昂貴、加工效率低、過程較為復(fù)雜的問題,提出一種微通道陣列加工方法。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種微通道陣列加工方法,基于銑床實現(xiàn),其特征在于:先將該銑削刀具安裝于銑床的主軸上,再將待加工的金屬板豎直固定于銑床的工作臺上,啟動銑床使銑削刀具旋轉(zhuǎn)并沿水平方向?qū)饘侔暹M行銑削加工,使得金屬板上形成有微通道陣列結(jié)構(gòu);其中的銑削刀具包括刀柄軸、若干鋸片銑刀、若干墊片和壓緊螺母,該若干鋸片銑刀穿設(shè)于刀柄軸上,相鄰的兩鋸片銑刀之間設(shè)有墊片,通過壓緊螺母鎖緊于刀柄軸一端以保持刀柄軸、鋸片銑刀和墊片之間的相對固定。
[0007]優(yōu)選的,所述鋸片銑刀的厚度為0.1-lmm。
[0008]優(yōu)選的,所述壓緊螺母與所述刀柄軸為螺紋配合。
[0009]優(yōu)選的,所述鋸片銑刀為不銹鋼或鎢鋼材質(zhì)刀具。
[0010]優(yōu)選的,所述刀柄軸為45號鋼刀柄軸。
[0011]優(yōu)選的,所述墊片的厚度根據(jù)相鄰的微通道間距來確定。
[0012]由上述對本發(fā)明的描述可知,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013]本發(fā)明采用銑削刀具配合銑床進行高效銑削加工微通道陣列,將鋸片銑刀與墊片相互疊合在一起,通過壓緊螺母固定在刀柄軸上,組成銑削刀具,再把銑削刀具固定在普通銑床的主軸上,對金屬板進行微通道加工。該加工方法可以實現(xiàn)刀具的快速更換,能對微通道陣列進行多通道同時加工,加工效率高;且在普通銑床上進行銑削加工,成本低廉。與其他微通道加工技術(shù)相比,該加工方法具有快速換刀、加工靈活、加工效率高、加工成本低廉等優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明微通道陣列銑削加工狀態(tài)主視圖;
[0015]圖2、3為本發(fā)明的微通道陣列銑削加工立體示意圖;
[0016]圖4為本發(fā)明銑削刀具側(cè)視圖;
[0017]圖5為本發(fā)明銑削刀具立體圖;
[0018]圖6為采用本發(fā)明方法銑削的微通道橫截面結(jié)構(gòu)示意圖(微通道間距一致);
[0019]圖7為采用本發(fā)明方法銑削微通道橫截面結(jié)構(gòu)示意圖(微通道間距漸變);
[0020]圖8、9為采用本發(fā)明方法銑削微通道結(jié)構(gòu)SEM示意圖;
[0021]其中:1、刀柄軸、2、鋸片銑刀,3、墊片,4、壓緊螺母,5、金屬板,6、銑床。
【具體實施方式】
[0022]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述。
[0023]參照圖1至圖5,一種微通道陣列加工方法,基于銑床實現(xiàn)。先將該銑削刀具安裝于銑床的主軸上,再將待加工的金屬板5豎直固定于銑床的工作臺上,啟動銑床使銑削刀具高速旋轉(zhuǎn)并沿水平方向?qū)饘侔?進行銑削加工,使得金屬板5上形成有微通道陣列結(jié)構(gòu)。其中的銑削刀具包括刀柄軸1、若干鋸片銑刀2、若干墊片3和壓緊螺母4,該若干鋸片銑刀2穿設(shè)于刀柄軸I上,相鄰的兩鋸片銑刀2之間設(shè)有墊片3,通過壓緊螺母4鎖緊于刀柄軸I 一端以保持刀柄軸1、鋸片銑刀2和墊片3之間的相對固定,壓緊螺母4與刀柄軸I為螺紋配合,以便于快速更換。
[0024]進一步的,鋸片銑刀2材料為不銹鋼、鎢鋼,用于銑削紫銅、鋁等金屬板的微通道。鋸片銑刀2厚度為0.1-1mm,可根據(jù)所需加工的微通道尺寸來確定其厚度;鋸片銑刀2數(shù)量可根據(jù)微通道的數(shù)量而確定,一般取微通道數(shù)目的約數(shù),使走刀次數(shù)為整數(shù);同時可以通過改變鋸片銑刀2參數(shù)和齒形分布,優(yōu)化微通道加工參數(shù)。
[0025]進一步的,刀柄軸I材料為45號鋼,根據(jù)組合加工要求設(shè)計其特征尺寸。墊片3厚度根據(jù)加工的微通道間距而確定;墊片3平面度良、剛度好,能保證鋸片銑刀2間的平行度。
[0026]圖6、圖7為采用本發(fā)明方法銑削的微通道橫截面結(jié)構(gòu)示意圖,圖8、9為采用本發(fā)明方法銑削微通道結(jié)構(gòu)SEM示意圖。本發(fā)明方法使用組合刀具進行高效銑削加工微通道陣列,將鋸片銑刀2與墊片3相互疊合在一起,通過壓緊螺母4固定在刀柄軸I上,組成銑削刀具,再把銑削刀具裝夾固定在普通銑床上,對金屬板5進行微通道加工。該加工方法可以實現(xiàn)刀具的快速更換,能對微通道陣列進行多通道同時加工,加工效率高;且在普通銑床上進行銑削加工,成本低廉。與其他微通道加工技術(shù)相比,該加工方法具有快速換刀、加工靈活、加工效率高、加工成本低廉等優(yōu)勢。
[0027]上述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】,但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此,凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動,均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
【主權(quán)項】
1.一種微通道陣列加工方法,基于銑床實現(xiàn),其特征在于:先將該銑削刀具安裝于銑床的主軸上,再將待加工的金屬板豎直固定于銑床的工作臺上,啟動銑床使銑削刀具旋轉(zhuǎn)并沿水平方向?qū)饘侔暹M行銑削加工,使得金屬板上形成有微通道陣列結(jié)構(gòu);其中的銑削刀具包括刀柄軸、若干鋸片銑刀、若干墊片和壓緊螺母,該若干鋸片銑刀穿設(shè)于刀柄軸上,相鄰的兩鋸片銑刀之間設(shè)有墊片,通過壓緊螺母鎖緊于刀柄軸一端以保持刀柄軸、鋸片銑刀和墊片之間的相對固定。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微通道陣列加工方法,其特征在于:所述鋸片銑刀的厚度為 0.1 -1mnin
3.如權(quán)利要求1所述的一種微通道陣列加工方法,其特征在于:所述壓緊螺母與所述刀柄軸為螺紋配合。
4.如權(quán)利要求1所述的一種微通道陣列加工方法,其特征在于:所述鋸片銑刀為不銹鋼或鎢鋼材質(zhì)刀具。
5.如權(quán)利要求1所述的一種微通道陣列加工方法,其特征在于:所述刀柄軸為45號鋼刀柄軸。
6.如權(quán)利要求1所述的一種微通道陣列加工方法,其特征在于:所述墊片的厚度根據(jù)相鄰的微通道間距來確定。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微通道陣列加工方法,將鋸片銑刀與墊片相互疊合在一起,通過壓緊螺母固定在刀柄軸上,組成銑削刀具,再把組合刀具裝夾在普通銑床上,對金屬板進行微通道加工。該加工方法可以實現(xiàn)刀具的快速更換,能對微通道陣列進行多通道同時加工,加工效率高;且在普通銑床上進行銑削加工,成本低廉。與其他微通道加工方法相比,該加工方法具有快速換刀、加工靈活、加工效率高、加工成本低廉等優(yōu)勢。
【IPC分類】B23C5-00, B23C3-00
【公開號】CN104708089
【申請?zhí)枴緾N201510044015
【發(fā)明人】周偉, 邱清富, 凌偉淞, 劉瑞亮, 陳添天, 劉偉, 張軍鵬
【申請人】廈門大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月28日
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