數據中心設備通風孔設計簡析

3月21日 眾所周知，任何電子設備都有一個外殼，將設備內部構件與外界隔開，即達到整體美觀的目的，又可以消除外界環境對設備的影響，數據中心裡的設備也不例外。然而，如果采用完全封閉的外殼，設備內部產生的熱量無法及時散發出去，就會對設備造成損壞。尤其對於設備中采用的大量半導體器大型排風扇件，結溫每升高15℃，其失效率就會增大一倍。因此，通風孔的設計就成了數據中心設備的重要組成部分，任何一款設備都要有外殼和通風孔設計，這樣既避免了直接將設備部件暴露在周圍廠房通風環境中，又保證了設備散熱。通風孔的設計通常是解決設備散熱能力、安全性和電磁屏蔽三個矛盾而產生的一種折衷解決方案。

既然對於設備，通風孔設計不可缺少。如果你覺得不就是在設備上打幾個孔嗎，有什麼難的？那你可就想錯了。通風孔的設計是為了解決設備的散熱、安全和電磁屏蔽三個問題，如果設計的不好，就會縮短設備的使用壽命，也會造成安全隱患。看看以往出現的多次飛機墜毀事故，往往都是一些小的瑕疵而逐漸擴大而產生的災難，真正發動機動力系統自身故障的工業水冷扇幾乎沒有。通風孔的設計主要就是根據設備自身的特點確定通風孔的大小、形狀和孔密度。通風孔的設備要遵守幾個原則：首先是通風孔的設計和安裝應該使在設備正常工作時或短路情況下沒有電弧或可溶金屬噴出；其次是通風孔的尺寸、形狀及安裝位置不會使整體外殼的強度下降，或者下降很多；第三是通風孔的位置不會降低外殼的防護等級；第四是通風孔的設計可以滿足設備的散熱需求；最後是通風孔要兼顧設備整體美觀度。

根據以上說明的通風孔設計的五大原則，我們來進行通風孔設計。為了解決設備的散熱問題，我們需要將通風孔設計的盡量大，同時應該布置在風扇的對立面，這樣風扇直接可以將冷通過通風孔吸進去，同時將熱帶走。但是如果孔太大，就起不到很好的屏蔽作用，而且如果孔的密度也較大，則設備的安全性又降低了，無法承受一些應力衝擊，比如在搬運、安裝過程中的碰撞可能會因為孔過大而導致設備變形而內部器件受損。如果孔設計的過小，就會導致內部氣流不暢，內部長時間保持在較高的運行溫度，對於設備部件都是損害。所以通風孔的大小要適中，密度也不宜過大。通風孔的形狀五花八門，有三角孔、菱形孔、十字孔、魚鱗孔、八字孔、六方孔、四方孔、圓孔等等，選擇哪種形狀的孔，有的為了整體美觀，有的為了和設備外形整體融合，有的可能就是設計者的個人喜好，有的則為了安全。單從受力強度上來看，圓形是最好的，周長最大，面積最大，這種形狀無受力死角，所以安全系數最高，在很多服務器上都是一些圓孔，三角孔也是在一些網絡設備面板上經常見到的一種通風孔，像十字孔、魚鱗孔、八字孔等在數據中心設備裡見的較少。另外在通風孔的設備上應該盡量做小尺寸高密度的孔陣列，經驗值是孔徑要小於波長的1/20，孔數量盡可能的多，這樣對制造工藝要求高些，但是效果最好，往往可以很好地解決散熱與屏蔽的問題。在通風孔實際設備中，陣列孔的屏蔽效能最高為30dB/1GHz。如果需要更高等級，或者屏蔽和散熱矛盾十分突出，可以考慮采用波導通風板。波導通風板的屏蔽效能可以十分高（一般至少可以達到60dB/1GHz），孔隙率大（高於90%），是一種理想的通風方式。但價格昂貴。

數據中心裡的設備通風孔有其自身的特點，由於數據中心普遍要求設備要前後通風，即要前進風後出風，從設備的正面進風，從設備的後面出風。沒有人將風扇設計在設備正面上，都是統一設計放到了設備後面，然後采用抽風的方式進行設備散熱，冷風從設備正面進入，熱風從設備後面出去，要達到這樣的通風效果，就需要在設備的正面進行開通風孔。由於設備正面有很多指示燈、端口、插孔等部件，因此通風孔只能在這些部件旁邊進行打孔，如果孔過大會影響設備的美觀度，所以我們可以看到這些設備正面都是有密密麻麻小的通風孔，有的為了增大通風，在設備四周都做了通風孔。為了讓氣流平穩的進入設備內容，通常采用圓孔，同時在圓孔表面做成一定坡度，減緩氣流對設備的衝擊。在發熱量較高的器件在做板圖設計時，將器件設計在對應面板空余的位置，這樣在空余位置可以打上更多的通風孔，保通風設備證散熱。如果實在不好這樣設計，還可以在設備面板上打上斜孔，讓氣流斜著進入設備，打到發熱器件上。為了減少灰塵、異物的進入，在通風孔後面可以部署防塵網，防塵網是秘密很高的網狀部件，可以有效地將灰塵等隔在外面，不過防塵網會阻塞通風，減少風量，尤其是在使用較長的時間時，由於積塵了大量灰塵，反而影響到了通風，因此要經常對防塵網進行清洗。如果設備具有一定的抗塵、抗靜電的能力，也可以不安裝防塵網。

通風孔是數據中心電子設備不可缺少的組成部分，設計方法也及其講究，在不少的電子設備設計規範中都有闡述。好的通風孔設計可以很好地解決設備散熱、安全、屏蔽問題，反之則會給設備運行帶來安全隱患。在實際使用中我們應該更加關注設備的通風孔設計，在設備運行過程中，多用手觸摸一下設備，看下設備散熱是否正常。檢查通風孔是否有積塵或雜物阻塞，及時進行清理，避免影響設備的正常運行。

環境問題促進通風設備在室內的應用

隨著人們生活水平與品質的日益廠房通風提高，對於住房的要求也隨之提升了。由於當下城市粉塵、噪音、空氣等污染日益嚴重，人們越來越關注房屋大型排風扇的密閉性。但與此同時，門窗由於密閉性能的全面提升，室內空氣很難更換，於是，人們基本在室內基本處於缺氧狀態，對身體有極大的危害。若是在寒冷的北方，若直接開窗，渾濁的空氣對室內通風換氣效果不工業水冷扇佳不說，大量的熱量過分流失更是消耗能源。

因此，合理有效的通風設備對於生活在當下的現代人來說十分重要。但是，室內通風設備的安裝通常在建造初期或是裝修之前，這不免讓有意識進行室內通風換氣的業通風設備主來說出了一道難題。

時下，新樓盤建築中越來越注重通風設備的應用。而樓盤通風效果好壞也成為業主購買租住的重要條件。

銑刀銑削方式

相對於工件的進給方向和銑刀的旋轉方向有兩種方二手刀片式：第一種是順銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相同的，在開始切削時銑刀就咬住工件並切下最後的切屑。第二種是逆銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相反的，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚銑刀度為零開始，到切削結束時切削厚度達到最大。在三面刃銑刀、某些立銑或面銑時，切削力有不同方向。面銑時，銑刀正好在工件的外側，切削力的方向更應特別注意。順銑時，切削力將工件壓向工作台，逆銑時切削力使工件離開工作台。

由於順銑的切削效果最好，通常首選順銑，只有當機床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時，才考慮逆銑。在理想狀況下，銑刀直徑應比工件寬度大，銑刀軸心線應該始終和工件中心線稍微離開一些距離。當刀具正對切削中心放置時，極易產生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向將不斷變化，機床主軸就可能振動並損壞，刀片可能碎裂而加工表面將十分粗糙，銑刀稍微偏離中心，切削力方向將不再波動——銑刀將會獲得一種預載荷。我們可以把中心銑削比做在馬路中心開車。銑刀刀片每一次進入切削時，切削刃都要承受衝擊載荷，載荷大小取決於切屑的橫截面、工件材料和切削類型。切入切出時，切削刃和工件之間是否能正確咬合是一個重要方向。

當銑刀軸心線完全位於工件寬度外側時，在切入時的衝擊力是由刀片最外側的刀尖承受的，這將意味著最初的衝擊載荷由刀具最敏感的部位承受。銑刀最後也是以刀尖離開工件，也就是說刀片從開始切削到離開，切削力一直作用在最外側的刀尖上，直到衝擊力卸荷為止。當銑刀的中心線正好位於工件邊緣線上時，當切屑厚度達到最大時刀片脫離切削，在切入切出時衝擊載荷達到最大。當銑刀軸心線位於工件寬度之內時，切入時的最初衝擊載荷沿切削刃由距離最敏感刀尖較遠的部位承受，而且在退刀時刀片比較平穩的退出切削。

對於每一個刀片來說，當要退出切削時切削刃離開工件的方式是重要的。接近退刀時剩余的材料可能使刀片間隙多少有所減少。當切屑脫離工件時沿刀片前刀面將產生一個瞬時拉伸力並且在工件上常常產生毛刺。這個拉伸力在危險情況下危及切屑刃安全。

銑刀的裝夾

加工中心用銑刀大多接納彈簧夾套裝夾切削工具方式，使用時處於懸臂形態。正在銑削加工過程中，有時可能出現銑刀從刀夾中逐步伸出，以致完整?失落，以致工件報廢的景像，其緣由一般是由於刀夾內孔與銑刀刀柄外徑之間存正在油膜，形成夾緊力不敷所致。

銑刀 銑刀出廠時一般都塗有防鏽油，假如切削時使用非水溶切削油，刀夾內孔也銑床夾具會附著一層霧狀油膜，賣刀柄和刀夾上都存正在油膜時，刀夾很難牢固夾緊刀柄，正在加工中銑刀就超卓松動?失落。所以正在銑刀裝夾前，應先將銑刀柄部和刀夾內孔用清洗液清洗潔淨，擦干後再進行裝夾。

當銑刀的直徑較大時，即使刀柄和刀夾都很干淨，還是可能發生?失刀事故，這時應選用帶削平缺口的刀柄和相應的側面鎖緊方式。

銑刀夾緊後可能出現的另一標題是加工中銑刀正在刀夾端口處折斷，其緣由一般是由於刀夾使用光鑽石刀片 過長，刀夾端口部已磨損成錐形所致，此時應更換新的刀夾。

銑刀的振動和端刃切削

由於銑刀與刀夾之間存正在微小間隙，所以正在加工過程中刀鑽石刀片具有可能出銑刀現振動景像。振動會使銑刀圓周刃的吃刀量不均勻，且切擴量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命。但當加工銑床夾具出的溝槽寬度偏小時，可以有目的地使刀具振動，經過增大切擴量來獲得所需槽寬，但這種情況下應將銑刀的最大振幅正在0。02mm以下，否則無法進行穩定的切削。正常加工中銑刀的振動越小越好。

當出現刀具振切削工具動時，應考慮降低切削速度和進給速度，如兩者都已降低40%後仍存正在較大振動，則應考慮減小吃刀量。如加工零碎出現共振，其緣由可能是切削速度過大、進給速度恰恰小、刀具零碎剛不敷、工件裝夾力不敷以及工件外形或工件裝夾要領等要素所致，此時應接納調解切削用量、添加刀具零碎剛度、進步進給速度等措施。

正在模具等工件型腔的數控銑削加工中，當被切削點為下凹部分或深腔時，需加長銑刀的伸出量。假如使用長刃型銑刀，由於刀具的撓度較大，易孕育發生振動並導致刀具折損。因此正在加工過程中，假如只需刀具端部相近的刀刃參加切二手刀片削，則最好選用刀具總長度較長的短刃長柄型銑刀。正在臥式數控機床上使用大直徑銑刀加工工件時，由於刀具自重所孕育發生的變形較大，更應非常注重端刃切削超卓出現的標題。正在務必使用長刃型銑刀的情況下，則需大幅度降低切削速度和進給速度。

銑刀的切削參數的選用和切削方式的挑選

切削速度的挑選主要取決於被加工工件的銑床夾具材質；進銑刀給速度的挑選主要取決於被加工工件的材質及銑刀的直徑。國外一些刀具生產廠家的刀具樣本附有刀具切削參數選用表，可供參考。但切削參數的選用同時又受機床、刀具零碎、被加工工件外形以及裝夾方式等多方面要素的影響，應憑據實踐情況適賣調解切削速度和進給速度。

鑽石刀片 當以刀具壽命為優先考慮要素時，可適賣降低切削速度和進給速度；賣切屑的離刃情況欠好時，則可適賣增大切削速度。

接納順銑有益於防御刀刃切削工具掩護，可進步刀具壽命。但有兩點需求注重：①如接納普通機床加工，應想法消彌進給機構的間隙；②當工件外貌殘留有鑄、鍛工藝組成的氧化膜或二手刀片其它硬化層時，宜接納逆銑。

銑刀切削部分材料的基本要求

1）高硬度和耐磨性：在常溫下，切削部分材料必須具備足夠的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨損，延長使用壽命。

2）好的耐熱性：刀具在切削過程中會產生大量的熱量，尤其銑刀是在切削速度較高時，溫度會很高，因此，刀具材料應具備好的耐熱性，既在高溫下仍能保持較高的硬度，有能繼續進行切削的性能，這種具有高溫硬度銑床夾具的性質，又稱為熱硬性或紅硬性。

3）高的強度和鑽石刀片好的韌性：在切削過程中，刀具要承受很大的衝擊力，所以刀具材料要具有較高的強度，否則易斷裂和損壞。由於銑刀會受到衝擊和振動，因此，銑切削工具刀材料還應具備好的韌性，才不易崩刃，碎裂。
二手刀片