[其他]一种电子冷冻加工装置及方法

说明书

电子冷冻加工装置及方法适用于金属或非金属机械切削加工。

本发明涉及了一种电子冷冻加工装置及方法，应用于金属或非金属机械低温切削方面。在《机械工作法》表面加工P151～157中所涉及的低温切削方法主要是利用酒精注入液态氮或干冰放入甲醇、乙醇制成冷冻液，将工件与虎钳一起侵入冷冻液中进行切削。此方法，操作复杂，成本高，没有解决金属机械加工中工件易干夹伤变形及薄片件与非金属切削加工问题。

本发明的目的是对半导体温差电致冷原件制造的冷冻装置的冷板涂上冷冻液，用电子致冷原件致冷到零度以下，使工件与冷板间形成的薄冰夹持工件，从而解决金属或非金属及薄片件的切削加工的装夹问题。

发明达到了上述目的，冷冻装置其特征在于：在冷堆1上装有铝制的冷板2，冷板上刻有十字沟槽，用于存放冷冻液3，冷堆下端接有水箱4，冷板、冷堆与水箱之间由塑料螺钉6联接，冷板外部由环氧树脂粘接的保温套5。如图1所示。用碲化铋的P型晶体与N型晶体串联成冷堆，通直流电后，由于载流子的产生、迁移、复合导致热量的转移，在接头上就发生了吸热或者放热，一端产冷，另一端产热。如及时将热量散走，则维持冷端致冷。其方法是利用冷却循环水将热量散走，然后通电使冷堆开始工作，把被加工件温度降至零度以下，在工件周围注入冷冻液，1～3分钟后，工件与冷板间形成薄冰，工件即被牢固夹紧后可以开动机床，进行车、铣、磨等加工。冷冻液的特征是由溶剂（水）、烷基苯氧聚乙氧乙醇组成的表面活性剂，银粉与铜粉配制的导热剂，尼泊金乙酯防腐剂，明胶制成的增塑剂和可溶化淀粉配制的增强剂配制的混合物。

本发明通过电子冷冻把冷冻液变成薄冰夹持工件，代替了传统的外力夹持工件的方法，提高了被加工件的可加工性，把过去难以加工的韧、粘材料、难以夹持的薄片工件，特别是无磁件的加工提供了新的解决途径。电子冷冻的低温切削断屑容易，切削性能改善，切削热带出容易，一些材料的带状切削变为断裂切削，减少刀瘤及工件烧伤。强度、冲击值提高，稳定产品尺寸等。

图1为电子冷冻装置示意图。1冷堆，2冷板，3冷冻液，4水箱，5保温套，6螺钉，7工件。

在碲化铋的P型晶体和N型晶体串联成的冷堆1上端安装有冷板2，冷板上刻有沟槽，在冷堆1下端与水箱4联接，冷板2，冷堆1水箱4由塑料螺钉6联接。通直流电后，冷堆开始工作，将涂有冷冻液的冷板降至零度以下，把工件7以一定压力压在冷板上，四周注入冷冻液（3），冷冻1～3分钟后，冷冻液变成坚固的薄冰，将工件夹紧，盖好保温套5便可起动机床，进行车、铣、磨等切削加工。