[發明專利]一種熱管刀具及利用熱管改善切削刀具散熱的方法

無效

• 申請號: 201010224871.3
• 申請日: 2010-07-12
• 公開（公告）號: CN101885077A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 全燕鳴;梁良;柯志勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23B27/10
• 分類號: B23B27/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

1.一種熱管刀具，其特征在于，包括刀具本體、熱管和固定裝置，熱管由金屬薄壁管殼、管殼內壁毛細吸液芯以及起傳遞熱能的工質構成，形成一個高真空封閉系統；沿熱管軸向分為依次連通的蒸發段、絕熱段和冷凝段；熱管通過固定裝置安裝在刀具本體上，其中，熱管的蒸發段位于主刀刃和刀尖后端，熱管的蒸發段與刀具緊密接觸，熱管的絕熱段與刀具設有間隔，熱管的冷凝段設置在刀具本體的外側。

2.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述冷凝段上設有散熱片。

3.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述熱管的形狀為圓柱狀、扁平狀、直管、弧形彎管或轉折管。

4.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述刀具本體為整體式的刀體，固定裝置為支撐夾；所述熱管通過固定裝置安裝在刀具上是指刀體中設有內孔，用于安放熱管，內孔從刀體尾端延伸至刀頭內部主刀刃和刀尖后端，刀體的內孔前端位于主刀刃和刀尖后端，與熱管的蒸發段頂端緊密接觸，內孔前端之后的部分與熱管的絕熱段間隔連接，內孔前端后的直徑大于熱管絕熱段的直徑，刀體的內孔末端設有支撐夾，用于固定熱管。

5.根據權利要求4所述的熱管刀具，其特征在于：所述內孔前端的直徑與熱管的蒸發段直徑相同，并且內孔前段與熱管的蒸發段外周之間涂有導熱膠；或者內孔前段的直徑大于熱管的蒸發段直徑，在內孔壁與熱管蒸發段外表面之間灌注高導熱系數液體后局部封裝。

6.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述刀具本體包括刀片、夾緊杠桿、緊定螺釘和刀柄；熱管通過固定裝置安裝在刀具本體上是指刀片的前刀面和刀柄上開有連通的明槽，明槽從刀片延伸到刀柄的末端，用于嵌裝熱管；明槽前端位于主刀刃和刀尖后部，明槽的深度為熱管直徑的3/4-1倍；刀片上明槽的寬度與熱管蒸發段的外徑形同，刀柄上明槽的寬度大于熱管絕熱段的外徑；熱管的蒸發段與刀片之間接觸界面涂有導熱膠；刀片和熱管的蒸發段一起被夾緊杠桿和緊定螺釘固定在刀柄前端的刀片座上；刀柄的明槽內面與熱管的絕熱段之間設有1～2固定卡，固定并支撐熱管，使明槽內面與熱管的絕熱段保持間隔。

7.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述刀具本體包括刀片、夾緊杠桿、緊定螺釘和刀柄；熱管通過固定裝置安裝在刀具本體上是指刀片通過夾緊杠桿和緊定螺釘固定在刀柄前端的刀片座上；熱管固定在刀片的后刀面以及刀柄的側面，其中熱管的蒸發段與刀片的后刀面的接觸界面涂敷導熱膠；熱管的絕熱段與刀柄之間設有第二固定卡，并且在蒸發段和絕熱段連接處設有過渡轉折，使得絕熱段與刀柄保持間距。

8.根據權利要求1所述的熱管刀具，其特征在于：所述刀具本體包括刀片、夾緊杠桿、緊定螺釘和刀柄；熱管通過固定裝置安裝在刀具本體上是指刀片和熱管一起被夾緊杠桿和緊定螺釘固定在刀柄前端的刀片座上；熱管固定在刀片的前刀面以及刀柄上端面，其中熱管的蒸發段與刀片的前刀面之間接觸界面涂敷導熱膠，熱管的絕熱段與刀柄的上端面之間設有固定卡，支撐和固定熱管，蒸發段和絕熱段連接處設有過渡轉折，使絕熱段與刀柄保持間距。

9.一種利用熱管改善切削刀具散熱的方法，其特征在于：熱管通過固定裝置安裝在刀具本體上，其中，熱管的蒸發段位于主刀刃和刀尖后端，熱管的蒸發段與刀具緊密連接，熱管的絕熱段與刀柄設有間隔，熱管的冷凝段設置在刀具的外側；刀頭前端主刀刃和刀尖產生的熱量經刀頭傳導到熱管蒸發段，熱管蒸發段內工質吸熱而沸騰，相變后攜帶熱量的高壓蒸氣經過中間絕熱段到達冷凝段，在冷凝段，氣體工質冷凝成液態而釋放潛熱，熱量消散到周圍環境，依靠吸液芯的毛細吸力，液體又回流到蒸發段，從而完成一周期的傳熱過程，如此循環，刀頭切削產生的熱量不斷由熱管蒸發段傳至冷凝段散發，有效減少了刀頭熱量積聚和溫度升高。