热管刀具的设计原则

　　设计热管刀具时应该使热管的蒸发端尽量靠近和贴紧刀头高温区以发挥其大吸热能力，但是同时要考虑刀头的刚度和强度以及切削过程中切屑对热管表面的强烈刮擦和缠绕影响。因此热管在刀具上的嵌入形式和位置设计需要优化。合理地选用热管和设计热管刀具结构以达到佳的切削散热效果，是应用热管刀具应解决的首要和关键问题，但目前鲜见这方面的报道。

　　对所采用热管和热管与刀具的结合都缺乏实验或计算的优化研究，热管蒸发端距离刀刃和刀尖过远，刀头高温面与热管蒸发端之间存在很大热阻。为此，文中开展了热管使用参数优化及热管刀具结构的优化设计方面的研究工作，即模拟热管在热管车刀内的工作条件，设计正交试验，对热管蒸发端受热长度、冷凝端冷却长度、热管弯曲角度以及循环水温度这4个使用参数进行优化。

　　在此基础上，提出热管刀具的设计原则，设计3种不同热管植入形式的热管车刀，然后进行切削量热实验，分析这3种热管刀具散热的效果。弯管由直热管弯制而成，扁热管由同直径和同长度圆热管压制而成。用铜套包覆热管的蒸发端，用电阻螺旋管加热器加热铜套，用可调节功率电源控制加热功率。