一種大應變擠出超細晶微齒結(jié)構(gòu)金屬帶材的切削組合刀具的制作方法

本發(fā)明涉及塑性成型領域中的輥壓成形技術(shù)領域以及金屬切削領域中的切削刀具領域，尤其涉及一種基于大應變擠出切削法制備具有特定微齒形貌超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的切削組合刀具。

背景技術(shù)：

近年來，隨著電子芯片、半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，其熱流密度的不斷增加使得對散熱器的要求越來越高，目前使用較為廣泛的是翅片形散熱器，翅片形結(jié)構(gòu)的加工方法一般是齒輪銑刀，這種方法加工使得產(chǎn)生的材料廢料較多，不利于綠色加工，而且產(chǎn)生的翅片結(jié)構(gòu)較為單一。

對于用大應變擠出切削的方法加工出具有特定形狀的翅片結(jié)構(gòu)，是利用材料的良好塑性，且在切削第二變形區(qū)產(chǎn)生的熱使得材料能再塑性成型，被切削擠壓出具有某種特定微齒形狀的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材。本發(fā)明的擠出切削組合刀具為制備翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材提供了一種新型的加工工藝，其切削參數(shù)可控、結(jié)構(gòu)簡單有效、可加工翅片形狀種類多。依據(jù)本發(fā)明可以通過改變限制刀片下側(cè)斜面不同微槽形狀、切屑厚度壓縮比、限制刀片拐角半徑、切削前角等因素，實現(xiàn)控制翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的厚度，微齒形貌、尺寸等使翅片結(jié)構(gòu)達到最佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新的擠出切削加工工藝方法來制備具有一定微齒形貌超細晶翅片結(jié)構(gòu)的金屬帶材。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種大應變擠出超細晶微齒結(jié)構(gòu)金屬帶材的切削組合刀具，包括刀桿、主切削刀片、限制刀片，所述主切削刀片通過螺栓與刀桿連接，所述限制刀片通過帶有螺栓組的固定小塊與刀桿連接，所述限制刀片與切削刀片前面相對應的面上有特定形狀的微槽結(jié)構(gòu)，所述限制刀片與刀桿的橫向相鄰面之間、所述限制刀片與固定小塊的縱向相鄰面之間分別夾有由螺栓組固定的橫向調(diào)整墊片和縱向調(diào)整墊片。

本發(fā)明通過調(diào)節(jié)橫向調(diào)整墊片和縱向調(diào)整墊片的厚度，可以得到不同的切削深度和切削厚度值，實現(xiàn)切屑厚度壓縮比的可控調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)得到不同厚度的具有某種特定微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材。同時，還可以通過更換具有不同結(jié)構(gòu)、尺寸微槽的限制刀片來選擇擠壓切削出不同種類微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材，通過更換不同拐角半徑值的限制刀片，來控制切削擠出翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的完整性，還可以通過更換主切削刀片達到改變前角的目的。

進一步地，所述主切削刀片前刀面與限制刀片下側(cè)斜面平行，且兩斜面之間有一定間隙。本技術(shù)方案中，為了獲得微齒形貌較為規(guī)整的，翅片結(jié)構(gòu)較好的超細晶金屬帶材，所述主切削刀片前面與限制刀片下側(cè)斜面平行，且兩個斜面之間要形成一定的間隙。

進一步地，所述限制刀片下側(cè)斜面上設置有微槽結(jié)構(gòu)，所述微槽結(jié)構(gòu)的微槽橫截面結(jié)構(gòu)為45°底角梯形、60°底角梯形、75°底角梯形、等邊三角形或正弦波形。本案案不同的微槽結(jié)構(gòu)、尺寸的限制刀片可以擠壓切削出不同種類超細晶翅片結(jié)構(gòu)的金屬帶材。

進一步地，所述限制刀片下側(cè)斜面位置高于主切削刀片前刀面位置0.4~1mm，主切削刃高于限制刀片外縱向表面0.2~0.6mm。本方案在切削中留出足夠的切削深度可選值。

進一步地，所述限制刀片與主切削刃相對邊的拐角半徑r為0~0.5mm。本方案提供的限制刀片拐角半徑不僅能獲得微齒形貌較好的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材，又能保證帶材較為順利的擠出。

進一步地，所述主切削刃前角為5°~30°。本方案提供的主切削刀片的切削前角能夠保證第二變形區(qū)有較好的塑性變形，使得微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材成型質(zhì)量較好。

本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了限制刀片下側(cè)斜面微槽結(jié)構(gòu)、尺寸的可更換調(diào)節(jié)，切削厚度壓縮比、切削擠出拐角半徑、切削前角等參數(shù)的可控調(diào)節(jié)。具體的，通過更換不同微槽結(jié)構(gòu)、尺寸的限制刀片可以擠壓切削出不同種類超細晶翅片結(jié)構(gòu)的金屬帶材。通過調(diào)節(jié)橫向調(diào)整墊片和縱向調(diào)整墊片的厚度，可以得到不同的切削深度和切削厚度，實現(xiàn)切屑厚度壓縮比的的可控調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的厚度可控調(diào)節(jié)。通過更換限制刀片來選擇不同的拐角半徑，通過更換主切削刀片可以選用不同的刀具前角值。因此，依據(jù)本發(fā)明，通過選用恰當?shù)木哂心撤N微槽結(jié)構(gòu)、尺寸的限制刀片、切屑厚度壓縮比、切削擠出拐角半徑、切削前角等參數(shù)，可以實現(xiàn)得到具有良好微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的組合刀具結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為微溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形狀為45°底角梯形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為微溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形狀為60°底角梯形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為微溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形狀為75°底角梯形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為微溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形狀為等邊三角形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為微溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形狀為正弦波形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方法作進一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍不局限于此。

如圖1所示，一種基于大應變擠出切削法制備特定微齒形貌超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的擠出切削組合刀具，包括刀桿1、主切削刀片2、限制刀片3，所述主切削刀片2通過螺栓5與刀桿1連接，所述限制刀片3通過帶有螺栓組6的固定小塊4與刀桿1連接，所述限制刀片3與切削刀片2前面相對應的面上設置有特定形狀的微槽結(jié)構(gòu)，所述限制刀片3與刀桿1的橫向相鄰面之間、所述限制刀片3與固定小塊4的縱向相鄰面之間分別夾有由螺栓組6固定的橫向調(diào)整墊片8和縱向調(diào)整墊片7。

為了獲得微齒形貌、尺寸較為規(guī)整的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材和方便金屬帶材的順利排出，所述主切削刀片2的前刀面與限制刀片3的下側(cè)斜面平行，且兩個斜面形成一定的間隙。

為了在切削中留出足夠的切削深度可選值，所述限制刀片3下側(cè)斜面位置高于主切削刀片2前刀面位置0.4~1mm，主切削刃9應高于限制刀片3外縱側(cè)向表面0.2~0.6mm。

所述限制刀片3與主切削刃9相對邊的拐角半徑r為0~0.5mm。

本示例所提供的限制刀片3的拐角半徑既能使金屬帶材獲得良好的微齒形貌翅片結(jié)構(gòu)及微觀組織和力學性能，又能保證金屬帶材的順利擠出。

所述主切削刀片2的切削前角為5°~30°。本實例所提供的主切削刀片2的切削前角能夠保證微齒形貌的翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材晶粒得到有效細化。

所述限制刀片3與主切削刀片2前刀面相對面上的微溝槽結(jié)構(gòu)是有多種不同類型的，其溝槽形狀分別為45°底角梯形(圖2)，60°底角梯形(圖3)，75°底角梯形(圖4)，等邊三角形(圖5)和正弦波形(圖6)。上述實例所提供的可更換的不同類型微溝槽結(jié)構(gòu)的限制刀片2能夠保證擠壓切削得到具有相應微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材。

此切削組合刀具可以根據(jù)大應變擠出切削法制備具有特定微齒形貌超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的工藝要求選用不同厚度的橫向調(diào)整墊片8和縱向調(diào)整墊片7、下側(cè)斜面具有不同形狀、尺寸微溝槽的限制刀片3，不同拐角半徑值的限制刀片3，不同切削前角大小的主切削刃刀片2，進而獲得不同的切屑厚度壓縮比、不同微齒形貌的翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材、不同切削擠出拐角半徑、不同切削前角的可控調(diào)節(jié)。通過選用恰當?shù)那邢骱穸葔嚎s比，切削前角，切削擠出拐角半徑等擠出切削參數(shù)，再選用相應的下側(cè)面具有某種特定的微溝槽形狀限制刀片，便可實現(xiàn)微齒形貌的超細晶翅片結(jié)構(gòu)金屬帶材的齒形結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。