CN104942320A - 一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统 - Google Patents

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郭彩芬
董志
万长东
宁海霞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/10—Cutting tools with special provision for cooling

Abstract

本发明涉及一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统，其中通过半导体制冷的超硬刀具包含半导体制冷片和头部设置有超硬刀片、尾部设置有散热片的刀体；所述刀体的内部设置有与外部相通散热孔；所述半导体制冷片的制冷端分别设置在超硬刀片的刀尖和后刀面上，散热端与散热孔相连接；本发明通过半导体与热管散热技术的组合应用降低了超硬刀具上切削部位的温度，从而延长了超硬刀具的使用寿命，降低了生产成本。

Description

一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统
技术领域
本发明涉及刀具领域，特指一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统。
背景技术
超硬刀具具有高热导率、高硬度、高耐磨性、高热稳定性等优点，用于切削高速度、高硬度的工件，而超硬刀具加工时的工作状况一般比较恶劣，常常需要承受循环载荷，切削部位会产生大量的切削热以及较高的切削温度，从而加剧刀具磨损，降低了刀具的使用寿命，为此，我们研发了一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统，通过半导体与热管散热技术的组合应用降低了超硬刀具上切削部位的温度，从而延长了超硬刀具的使用寿命，降低了生产成本。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统，通过半导体与热管散热技术的组合应用降低了超硬刀具上切削部位的温度，从而延长了超硬刀具的使用寿命，降低了生产成本。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种通过半导体制冷的超硬刀具，包含半导体制冷片和头部设置有超硬刀片、尾部设置有散热片的刀体；所述刀体的内部设置有与外部相通散热孔；所述半导体制冷片的制冷端分别设置在超硬刀片的刀尖和后刀面上，散热端与散热孔相连接。
优选的，所述散热孔的内壁上设置有多孔毛细衬垫。
优选的，所述散热孔与刀体的轴线重合。
本发明的目的在于还提供了一种通过半导体制冷超硬刀具的控制系统，包含处理器、测温电路、A/D转换电路、温度补偿电路、PWM控制输出电路；所述测温电路将测量的温度信号通过A/D转换电路转换成数字信号发送给处理器；所述处理器经过内部处理得到电流值；所述PWM控制输出电路根据电流值控制半导体制冷片上制冷端的温度；所述温度补偿电路与处理器连接，对温度进行补偿。
优选的，所述通过半导体制冷超硬刀具的控制系统，还包括分别与处理器连接的串行接口电路、D/A转换电路、显示接口电路、键盘接口电路；所述串行接口电路用于与PC连接；所述D/A转换电路用于输出半导体制冷片上散热端温度的测量值；所述显示接口电路用于显示数据和中文字幕提示；所述键盘接口电路用于向系统发出指示。
优选的，所述所述处理器包括CPU和 CPLD，用于保证控制算法的实现、多项任务的调度及数据的存储和调用。
优选的，所述测温电路采用热电偶温度传感器。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统通过半导体与热管散热技术的组合应用降低了超硬刀具上切削部位的温度，从而延长了超硬刀具的使用寿命，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明所述的通过半导体制冷的超硬刀具的剖视图；
附图2为本发明所述的通过半导体制冷超硬刀具的控制系统框架图；
    其中：1、超硬刀片；2、半导体制冷片；21、制冷端；22、散热端；3、刀体；31、散热孔；4、多孔毛细衬垫；5、散热片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图1为本发明所述的通过半导体制冷的超硬刀具，包含半导体制冷片2和头部设置有超硬刀片1、尾部设置有散热片5的刀体3；所述刀体3的内部设置有与外部相通且与刀体3同轴线的散热孔31；所述散热孔31的内壁上设置有多孔毛细衬垫，起隔热作用；所述半导体制冷片2的制冷端21分别设置在超硬刀片1的刀尖和后刀面上，散热端22与散热孔31相连接；工作时：对半导体制冷片2通直流电源，其制冷端21从超硬刀片1的刀尖及后刀面上导出热量，经刀体3内部的散热孔道和尾部的散热片5将热量排出；
其中半导体制冷片2上制冷端21的温度TL与通过的电流I成如下关系，因此可通过改变电流I来调节温度TL；
公式中：R为电偶臂的总电阻；Kt为电偶臂的总热导；Th为制冷片热端温度； Qc为热电偶的产冷量；αp为P型电偶臂的电动势率；αn为N型电偶臂的电动势率。
附图2为本发明所述的通过半导体制冷超硬刀具的控制系统，包含处理器、测温电路、A/D转换电路、温度补偿电路、PWM控制输出电路、串行接口电路、D/A转换电路、显示接口电路、键盘接口电路；所述处理器包括CPU及CPLD（Complex Programmable Logic Device, 复杂可编程逻辑器件），用于保证控制算法的实现、多项任务的调度及数据的存储和调用；所述测温电路将测量的温度信号通过A/D转换电路转换成数字信号发送给处理器；所述处理器经过内部处理得到电流I值；所述PWM控制输出电路根据电流I值控制半导体制冷片2上制冷端21的温度TL；所述温度补偿电路与处理器连接，对温度进行补偿，满足检测所需的精度要求；所述半导体制冷片2的制冷端21分别设置在超硬刀片1的刀尖和后刀面上，需要有2个PWM控制输出电路分别控制；所述测温电路采用热电偶温度传感器；所述A/D转换电路包括模拟调节电路、调制器、可编程数据滤波器等，将直接测量的多路温度信号进行A/D转换；所述模拟调节电路还包括缓冲器和增益可编程放大器；所述串行接口电路、D/A转换电路、显示接口电路、键盘接口电路分别与处理器连接；所述串行接口电路用于与PC连接；所述D/A转换电路用于输出半导体制冷片2上散热端22温度的测量值；所述显示接口电路用于显示数据和中文字幕提示，方便监控；所述键盘接口电路用于向系统发出指示，实现人机交互。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明所述的通过半导体制冷的超硬刀具及控制系统通过半导体与热管散热技术的组合应用降低了超硬刀具上切削部位的温度，从而延长了超硬刀具的使用寿命，降低了生产成本。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种通过半导体制冷的超硬刀具，包含头部设置有超硬刀片的刀体，其特征在于：还包括半导体制冷片；所述刀体的内部设置有与外部相通散热孔，尾部设置有散热片；所述半导体制冷片的制冷端分别设置在超硬刀片的刀尖和后刀面上，散热端与散热孔相连接。
2.根据权利要求1所述的通过半导体制冷的超硬刀具，其特征在于：所述散热孔的内壁上设置有多孔毛细衬垫。
3.根据权利要求1或2所述的通过半导体制冷的超硬刀具，其特征在于：所述散热孔与刀体的轴线重合。
4.一种通过半导体制冷超硬刀具的控制系统，其特征在于：包含处理器、测温电路、A/D转换电路、温度补偿电路、PWM控制输出电路；所述测温电路将测量的温度信号通过A/D转换电路转换成数字信号发送给处理器；所述处理器经过内部处理得到电流值；所述PWM控制输出电路根据电流值控制半导体制冷片上制冷端的温度；所述温度补偿电路与处理器连接，对温度进行补偿。
5.根据权利要求4所述的通过半导体制冷的超硬刀具，其特征在于：还包括分别与处理器连接的串行接口电路、D/A转换电路、显示接口电路、键盘接口电路；所述串行接口电路用于与PC连接；所述D/A转换电路用于输出半导体制冷片上散热端温度的测量值；所述显示接口电路用于显示数据和中文字幕提示；所述键盘接口电路用于向系统发出指示。
6.根据权利要求5所述的通过半导体制冷的超硬刀具，其特征在于：所述所述处理器包括CPU和 CPLD，用于保证控制算法的实现、多项任务的调度及数据的存储和调用。
7.根据权利要求4或5或6所述的通过半导体制冷的超硬刀具，其特征在于：所述测温电路采用热电偶温度传感器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105642925A (zh) * 2016-04-07 2016-06-08 大连理工大学 一种超声刀具
CN112548666A (zh) * 2020-12-28 2021-03-26 南昌航空大学 一种机床刀具温控装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254772A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Jay Christopher Rozzi Indirect Cooling of a Cutting Tool
CN201725456U (zh) * 2010-06-21 2011-01-26 河南理工大学 电热箱微机控制实验装置
CN202304159U (zh) * 2011-06-14 2012-07-04 北京中科美伦科技有限公司 一种用于ccd探测器制冷装置的温度控制系统
CN103941778A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 太仓微芯电子科技有限公司 微型恒温箱的温度控制系统和方法
CN104062990A (zh) * 2014-07-22 2014-09-24 徐云鹏 一种基于半导体制冷机理的降噪温控系统
CN204818124U (zh) * 2015-06-30 2015-12-02 苏州市职业大学 一种通过半导体制冷的超硬刀具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254772A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Jay Christopher Rozzi Indirect Cooling of a Cutting Tool
CN201725456U (zh) * 2010-06-21 2011-01-26 河南理工大学 电热箱微机控制实验装置
CN202304159U (zh) * 2011-06-14 2012-07-04 北京中科美伦科技有限公司 一种用于ccd探测器制冷装置的温度控制系统
CN103941778A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 太仓微芯电子科技有限公司 微型恒温箱的温度控制系统和方法
CN104062990A (zh) * 2014-07-22 2014-09-24 徐云鹏 一种基于半导体制冷机理的降噪温控系统
CN204818124U (zh) * 2015-06-30 2015-12-02 苏州市职业大学 一种通过半导体制冷的超硬刀具

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史维明，于俊侃: "半导体制冷车刀的试验研究", 《沈阳工业学院学报 》 *
陈光杰: "自备冷却系统的刀具", 《机械工程师》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105642925A (zh) * 2016-04-07 2016-06-08 大连理工大学 一种超声刀具
CN112548666A (zh) * 2020-12-28 2021-03-26 南昌航空大学 一种机床刀具温控装置

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