專利名稱：一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)械加工已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的工件加工方式。 一般情況下，工件 加工是通過夾具將被加工工件夾持后，調(diào)整夾具或工件與刀具的相對(duì)位置后， 對(duì)被加工件進(jìn)行切削加工。然而， 一些材質(zhì)的被加工件，如橡膠件、熱塑性 件、異形件、薄壁件等是不適宜采用上述傳統(tǒng)的夾持方式進(jìn)行夾持加工的，因 此，需要一種新的工件裝夾方式，實(shí)現(xiàn)被加工件的無痕裝夾。
從70年代起，我國對(duì)半導(dǎo)體制冷技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用開始進(jìn)行探索。80年
代起， 一些科研院校對(duì)此類課題進(jìn)行研究，包括電子冷凍切削加工、電子冷凍 刀具、電子冷凍鑄造等課題的研究，并取得了一些成績。為過去一些無法裝夾 加工的工件找到一種新的加工方法。但是，由于受半導(dǎo)體材料的制造限制，制 冷熱電堆體積較大，沒能真正廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中， 一些工件在實(shí)際生產(chǎn)中仍然 無法實(shí)現(xiàn)無痕裝夾加工，這給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展帶來了一定困難。
綜上可知，現(xiàn)有的工件裝夾技術(shù)在實(shí)際使用上存在不便與缺陷，所以有必 要加以改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電子冷凍銑削裝夾系 統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)工件的無痕裝夾。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，用于被
加工件的無痕裝夾，包括
夾具單元，該夾具單元包括冷凍箱和多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件，所述冷凍箱內(nèi) 盛裝冷凍液，所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制冷面緊密連接于所述冷凍
4箱的外側(cè)面；
散熱單元，該散熱單元緊密連接于所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制
熱面，消散所述半導(dǎo)體冷凝器件產(chǎn)生的熱量；
控制單元，與所述夾具單元和散熱單元電訊連接，控制所述夾具單元和散 熱單元的工作。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述冷凍箱底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有多
個(gè)V型槽；和/或，
所述冷凍箱底部內(nèi)側(cè)配置有多個(gè)墊塊。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述多個(gè)V型槽的四周設(shè)置 有翹片。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述翹片周圍安裝有加熱器。 根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述冷凍箱底部外側(cè)面平整，
并且在所述冷凍箱底部外側(cè)面未緊密連接所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件處設(shè)置有
絕熱墊。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述散熱單元包括
散熱板，其內(nèi)設(shè)置有多個(gè)冷卻水循環(huán)通道，所述散熱板緊密連接于所述多
個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制熱面；
循環(huán)冷卻水通道，其一端與所述散熱板內(nèi)的多個(gè)冷卻水循環(huán)通道連接，另 一端與所述控制單元內(nèi)的冷卻水循環(huán)開關(guān)閥連接。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述散熱板的材質(zhì)為紫銅；和
/或，
所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件與所述冷凍箱和散熱板之間均涂覆有傳導(dǎo)膠。 根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述冷凍箱底部外側(cè)設(shè)置有一 支撐板；和/或，
所述夾具單元還包括多個(gè)螺絲釘，所述多個(gè)螺絲釘?shù)牟馁|(zhì)為尼龍。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述冷凍液為水質(zhì)溶液，包含 有防腐劑、增塑劑、強(qiáng)化劑以及速凍劑。
根據(jù)本實(shí)用新型的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，所述控制單元包括多個(gè)可編程 控制器，所述多個(gè)可編程控制器分別控制所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件。
本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，通過利用半導(dǎo)體制冷器件的電熱特性，將其通電后的制冷面與一個(gè)盛裝有冷凍液的冷凍箱的外側(cè)面緊密連
接；而將其通電后的制熱面與一散熱單元的散熱板緊密連接；當(dāng)半導(dǎo)體制冷器
件通電后，盛裝于所述冷凍箱的冷凍液凍結(jié)，使放置于所述冷凍箱內(nèi)的工件被 凍結(jié)的冷凍液固定，實(shí)現(xiàn)了工件的無痕裝夾。解決不宜受力夾持材料和異形件
裝夾難的問題，拓展了工件的裝夾和加工范圍；減少了切削熱對(duì)工件的影響， 改善切削加工條件，提高零件的加工質(zhì)量。


圖1是本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)的夾具單元的結(jié)構(gòu)示意
圖3是本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)的夾具單元的俯視圖。
具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的基本思想是利用半導(dǎo)體制冷器件的電熱特性，將其通電后
的制冷面與一個(gè)盛裝有冷凍液的冷凍箱的外側(cè)面緊密連接；而將其通電后的制 熱面與一散熱單元的散熱板緊密連接；當(dāng)半導(dǎo)體制冷器件通電后，盛裝于所述 冷凍箱的冷凍液凍結(jié)，使放置于所述冷凍箱內(nèi)的工件被凍結(jié)的冷凍液固定，實(shí) 現(xiàn)了工件的無痕裝夾。
如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)l，用于被加
工件的無痕裝夾，包括
夾具單元，該夾具單元包括冷凍箱11和多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12，冷凍箱 11內(nèi)盛裝冷凍液13，多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12電加熱后的制冷面緊密連接于冷 凍箱U的外側(cè)面；
散熱單元，該散熱單元緊密連接于多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12電加熱后的制 熱面，消散半導(dǎo)體冷凝器件12產(chǎn)生的熱量；
控制單元30，與夾具單元和散熱單元電訊連接，控制夾具單元和散熱單元的工作。
本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)1是利用半導(dǎo)體材料的電熱特 性而制成的一種工件夾具。其利用凍結(jié)液態(tài)物質(zhì)，如圖1中的冷凍液13固定 工件18代替普通夾具，實(shí)現(xiàn)對(duì)異形件和不宜裝夾的材料進(jìn)行無痕裝夾，將工
件18裝夾后，再使用刀具17對(duì)該工件18進(jìn)行切削。
參見圖2，夾具單元的是利用半導(dǎo)體制冷器件12在通電后一面制冷，一 面制熱的電熱特性實(shí)現(xiàn)對(duì)工件18的裝夾的。其中，散熱單元包括散熱板15， 其內(nèi)設(shè)置有多個(gè)冷卻水循環(huán)通道，緊密連接于多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12電加熱 后的制熱面；循環(huán)冷卻水通道16，其一端與散熱板15內(nèi)的多個(gè)冷卻水循環(huán)通 道連接，另一端與控制單元30內(nèi)的冷卻水循環(huán)開關(guān)閥連接。多個(gè)半導(dǎo)體冷凝 器件12制冷的一面貼敷在冷凍箱11上利用它的制冷使冷凍箱11中的冷凍液 13凍結(jié)裝夾工件18,它的熱的一面貼敷在帶有循環(huán)冷卻水的散熱板15上，通 過冷卻水的循環(huán)不斷將散熱板15上的熱量帶走，實(shí)現(xiàn)工件18的穩(wěn)固裝夾。為 了維持夾具單元制冷的長期進(jìn)行，半導(dǎo)體制冷器件12的熱端必須保證良好的 散熱。為此，電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)l采用既經(jīng)濟(jì)，冷卻效果又好的循環(huán)冷卻 水進(jìn)行冷卻，循環(huán)冷卻水不斷通過散熱板15將半導(dǎo)體制冷器件12熱端的熱量 帶走。優(yōu)選的，散熱板15的材質(zhì)為紫銅。散熱板15采用熱傳導(dǎo)性能非常好的 材料一紫銅制作，其內(nèi)有循環(huán)冷卻水通過，不斷進(jìn)行熱交換，保證半導(dǎo)體制冷 器件12將熱端的熱量及時(shí)走；而散熱板15的加工要保證與半導(dǎo)體制冷器件 12粘結(jié)面有一定的平面度。
此外，參見圖1 圖3,冷凍箱11底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有多個(gè)V型槽111;禾口/ 或，冷凍箱11底部內(nèi)側(cè)配置有多個(gè)墊塊112。多個(gè)V型槽111的四周設(shè)置有 翹片113。冷凍箱11是盛裝冷凍液13和放置工件18的，其內(nèi)側(cè)底面加工有V 型槽111，并配有不同的墊塊112，以備放置工件18時(shí)，確定位置放穩(wěn)工件 18; V型槽lll還有利于增加傳熱面積。內(nèi)側(cè)周圍做成翅片113，提供良好的 傳導(dǎo)條件，縮短冷凍時(shí)間，也就縮短了工件18的裝夾時(shí)間。
在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，冷凍箱11底部外側(cè)面平整，并且在冷凍 箱11底部外側(cè)面未緊密連接多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12處設(shè)置有絕熱墊14。冷 凍箱11底部外側(cè)面加工平整，便于與半導(dǎo)體冷凝器件12粘結(jié)。半導(dǎo)體冷凝器 件12是夾具單元裝夾的核心元件，依靠它的快速制冷完成工件18的裝夾。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體冷凝器件12采用普通的半導(dǎo)體制冷片。 然而在安裝時(shí)，它的冷熱兩面分別與冷凍箱11和散熱板15的緊密粘接，并且
在它們之間涂上傳導(dǎo)膠能夠保證冷熱的傳遞。此外，在半導(dǎo)體冷凝器件12粘 結(jié)之外的表面涂上隔熱層，即絕熱墊14，防止制冷量損耗。
另外，翹片113附近安裝有加熱器114。工件18拆卸采用在翅片113周 圍安裝加熱器114和反接半導(dǎo)體冷凝器件12兩種方式相結(jié)合的方法，使凍結(jié) 的冷凍液13迅速融化，拆除工件18。
本實(shí)用新型提供的冷凍箱11底部外側(cè)設(shè)置有一支撐板19;和/或，夾具單 元還包括多個(gè)螺絲釘，所述多個(gè)螺絲釘?shù)牟馁|(zhì)為尼龍或其它隔熱材料。支撐板 19起著支撐和與工作臺(tái)連接的作用，裝配時(shí)需要控制與冷凍箱ll的絕熱。整 個(gè)夾具單元上的螺釘均采用尼龍螺釘或其它隔熱材料，以減少因熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的 損耗。
冷凍液13是水質(zhì)溶液，其中包含有防腐劑、增塑劑、強(qiáng)化劑以及速凍劑。 冷凍液13采用水質(zhì)溶液，內(nèi)含有防腐劑、增塑劑、強(qiáng)化劑及少量的速凍劑等 等，目的在于提高冷凍速度，并且防銹和防止冷凍液13凍結(jié)后脆性大、強(qiáng)度 低。
在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，控制單元30包括多個(gè)可編程控制器，所 述多個(gè)可編程控制器分別控制所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件12?？刂茊卧?0采用 了各自獨(dú)立的多個(gè)半導(dǎo)體制冷器件12。為實(shí)現(xiàn)切削過程的恒溫控制，可以根 據(jù)工件18的不同以及加工需要設(shè)定的凍結(jié)溫度，控制單元30自動(dòng)開啟半導(dǎo)體 制冷器件12的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件18裝夾時(shí)間和凍結(jié)溫度的自動(dòng)控制。當(dāng)切削 熱導(dǎo)致工件18溫度上升，控制單元30還可以自動(dòng)增加半導(dǎo)體制冷器件12的 開啟個(gè)數(shù)；并在達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，控制單元30自動(dòng)斷開若干半導(dǎo)體制冷器件 12，以達(dá)到對(duì)溫度的自動(dòng)調(diào)整。
綜上所述，本實(shí)用新型提供的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，通過利用半導(dǎo)體制 冷器件的電熱特性，將其通電后的制冷面與一個(gè)盛裝有冷凍液的冷凍箱的外側(cè) 面緊密連接；而將其通電后的制熱面與一散熱單元的散熱板緊密連接；當(dāng)半導(dǎo) 體制冷器件通電后，盛裝于所述冷凍箱的冷凍液凍結(jié)，使放置于所述冷凍箱內(nèi) 的工件被凍結(jié)的冷凍液固定，實(shí)現(xiàn)了工件的無痕裝夾。解決不宜受力夾持材料 和異形件裝夾難的問題，拓展了工件的裝夾和加工范圍；減少了切削熱對(duì)工件
8的影響，改善切削加工條件，提高零件的加工質(zhì)量。
當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其 實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改 變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，用于被加工件的無痕裝夾，其特征在于，包括夾具單元，該夾具單元包括冷凍箱和多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件，所述冷凍箱內(nèi)盛裝冷凍液，所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制冷面緊密連接于所述冷凍箱的外側(cè)面；散熱單元，該散熱單元緊密連接于所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制熱面，消散所述半導(dǎo)體冷凝器件產(chǎn)生的熱量；控制單元，與所述夾具單元和散熱單元電訊連接，控制所述夾具單元和散熱單元的工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述冷 凍箱底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有多個(gè)V型槽；和/或，所述冷凍箱底部內(nèi)側(cè)配置有多個(gè)墊塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述多 個(gè)V型槽的四周設(shè)置有翹片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述翹 片周圍安裝有加熱器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述冷 凍箱底部外側(cè)面平整，并且在所述冷凍箱底部外側(cè)面未緊密連接所述多個(gè)半導(dǎo) 體冷凝器件處設(shè)置有絕熱墊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述散 熱單元包括散熱板，其內(nèi)設(shè)置有多個(gè)冷卻水循環(huán)通道，所述散熱板緊密連接于所述多 個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制熱面；循環(huán)冷卻水通道，其一端與所述散熱板內(nèi)的多個(gè)冷卻水循環(huán)通道連接，另一端與所述控制單元內(nèi)的冷卻水循環(huán)開關(guān)閥連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱板的材質(zhì)為紫銅；和/或，所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件與所述冷凍箱和散熱板之間均涂覆有傳導(dǎo)膠。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍箱底部外側(cè)設(shè)置有一支撐板；和/或，所述夾具單元還包括多個(gè)螺絲釘，所述多個(gè)螺絲釘?shù)牟馁|(zhì)為尼龍。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述冷 凍液為水質(zhì)溶液，包含有防腐劑、增塑劑、強(qiáng)化劑以及速凍劑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制單元包括多個(gè)可編程控制器，所述多個(gè)可編程控制器分別控制所述多個(gè)半導(dǎo) 體冷凝器件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)，用于被加工件的無痕裝夾，包括夾具單元，該夾具單元包括冷凍箱和多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件，所述冷凍箱內(nèi)盛裝冷凍液，所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制冷面緊密連接于所述冷凍箱的外側(cè)面；散熱單元，該散熱單元緊密連接于所述多個(gè)半導(dǎo)體冷凝器件電加熱后的制熱面，消散所述半導(dǎo)體冷凝器件產(chǎn)生的熱量；控制單元，與所述夾具單元和散熱單元電訊連接，控制所述夾具單元和散熱單元的工作。借此，本實(shí)用新型電子冷凍銑削裝夾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工件的無痕裝夾。
文檔編號(hào)B23C9/00GK201389667SQ20092013513
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者杜英濱, 王安君 申請(qǐng)人:深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院