CN2169096Y - 电冷冰固式夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型系关于一种电冷冰固式夹具，尤指一 种利用冰冻方式固定工件的夹具，基本上利用热电冷 却器的冷极效果，结合一冷凝吸盘、一散热基座及配 合绝缘棉垫，冷却冰箱，控制箱等结构，使之成为一可 在极短时间内冷凝吸固置于其上的任何固状材质的 加工件，而为可进行磨、铣或其他加工所需的夹具者， 用以改善习用的压板、虎钳夹具无法达到良好的夹持 效果及无法夹持薄片型加工件，或磁盘式夹具无法吸 固夹持铣材的加工物等的缺失，而成为一有效、方便、 用途广泛的新型夹具结构。

Description

本实用新型系关于一种电冷冰固式夹具，尤指一种利用热电冷却器配合冷凝吸固盘、绝缘棉垫、防水圈、散热基座、冷却水箱等结构组合成一可固定于磁盘或母机床台上，用以吸固薄片或非铁质材料的加工件的快速、有效夹具。

磨、铣加工乃机械工业不可缺的加工方法，磨床、铣床等加工母机也是机械类制造加工业所必备的机械；一般磨铣加工的夹具大致上使用于该床台，或令夹板直接由鸠尾槽上夹制加工物，或藉虎钳夹固加工物方便快速，且吸力强大，致工作物能承受磨铣的冲动而不位移快速，且吸力强大，致工作物能承受磨铣的冲击而不位移，因而广受欢迎。

材料工业日新月异，钢铁材料已非制作产品的唯一选择，在非属铁的金属材料内，已有多种其他金属材料包括钛、锰、铝、锡、铅……等加上塑胶、陶瓷等多种新开发的工业材料，均已逐渐运用于各种用品上，然而上述种种非铁质材料在磨、铣加工时，无法以磁盘为夹具加以吸固而加工，而仅能利用夹板或或虎钳等传统夹具，传统夹具不但夹固效率不佳，而其夹固的位置、水平准确度差。

本实用新型有鉴于此而积极加以研究，根据一种热电式致冷原理（又称珀尔帖效应），研究计出一种利用迅速电致冷及冰固的方式的夹具。

而所谓热电式致冷原理，乃是一种直接能源转换的物理应效，可直接将热转换电或电驱动致冷，可应用制成热电冷却器（Thermo Electric TEC）而应用于其他传统式冷凝压缩所不能满足需求的小型冷却设备，可运用的范围可能包括空调、除湿、冷藏、医疗、太空、电子、控温……等范畴；此种原理当直流电通过一对以N－P－型热电半导体所组成的电路时（如图1），电流中载流子会将热由半导体的一端移送至另一端，而热被移走之端面，其温度因此下降；故一般均为以上下两陶瓷片夹设多对半导体所制成的热电冷却器，其一面陶磁温度为20℃，则冷却即可产生约零下40℃的低温（此部分并未计算冷却被周边环境消耗及被冷却物所交换温度）。

本实用新型发明人乃根据此种热电式致冷原理，加以开发、试验，经长时间的修正及改良，终于创作出，本实用新型的“电冷冰固式夹具。

本实用新型的主要目的，在于提供一种可吸固任何固体材料加工物的夹具，用以改善有磁盘式夹具无法吸固铁质以外材料的缺点并具有广泛用途。

本实用新型的又一目的，在于提供一种适于吸固薄片或弯曲薄加工物的夹具，以改善现有传统夹具或磁夹具或磁夹具无法夹持或致薄片型加工物变形的缺点，达到特殊用途的目的。

本实用新型的另一目的，在于提供一种可快速有效吸固夹持加工物的夹具，以改善现有传统夹具夹持的效率低、夹持位置或水平准确度差的缺点，并且快速而方便。

现举一个本实用新型的较具体的实施例，并配合附图说明如下，相信本实用新型的各项结构、特征、功效、目的等，得由以下的说明而获得清晰的了解。

图1是一种热电式致冷原理的电路示意图；

图2是本实用新型的立体图；

图3是本实用新型的立体分解图；

图4是本实用新型的立体冷却器配置图；

图5是本实用新型的凝结吸固加工物的侧视图；

图6是本实用新型的与磨床配合的实施例图。

图中：

（1）冷凝固盘 （11）槽缝

（2）散热基座 （21）循环管路

（22）入水管 （23）出水管

（3）热电冷却器 （31）冷极片

（32）热极片 （33）电线

（4）绝缘棉垫 （41）片孔

（5）防水材料

（6）冷却水箱 （61）泵浦

（7）控制箱 （71）电源开关

（72）设定温度显示幕

（73）设定开关 （74）切换开关

请阅图2所示，它是本实用新型的立体外观图，由外观所见，仅上面的冷凝吸固盘（1）、下面的散热基座（2）、及中间的防水材料（5）、电线（33）及入水管（22）与出水管（33），外型简洁且可任意被移置于工作母机床台或磁盘上固定。

如图3所示，本实用新型的组成包括一表面切割成交叉状槽缝（11）的冷凝吸固盘（1），二个或四个或四个以上的热电冷却器（3），令该冷极片（31）面朝上而与冷凝吸固盘（1）接触，而另一面的热极片（32）朝下与散热基座（2）接触；热电冷却器（3）并被通有直流电的电线（33）所串联或并联；一绝缘棉垫（4）具有绝缘、隔热的功效，使其依热电冷却器的数量及排列器（3）的数量及排列位置，而设一条迂回的循环管路（21）于内，其外端并由一入水管（22）与一出水管（23）连接；将上述元件上下次序组合固定后，令防水材料（5）成圈状结合固定于绝缘棉垫（4）四周及冷凝吸固盘（1）与散垫基座（2）之间。

而由图4可知，散热基座（2）的循环管路（21）针对垫电冷却器（3）的排列位置而设，因热极片（32）与散热基座贴合，故在电流导通后，热极片所产生的热度均由散热基座（2）所吸收，并藉由入水管（22）注入冷却水，经循环管路（21），对热极片的热作热交换，被交换而温度升高的水即由出之管（23）流出。

图5所示散热基座（2）下面的型式可予多种变化，包括设成鸠尾槽、倒T型槽而螺设钢铁块，以令可夹制于工作床台或吸固于磁盘上。

前述热电冷却器（3）冷热两极的相对温差可达60℃，故在一定的输出功率下，若维持散热基座（2）于20℃左右，则冷凝吸固盘（1）即可有约－20℃以下之低温，足够达到冷冻冻结的效果。

请参阅图6，令本实用新型配设冷却水箱（6），使入水管（22）由一泵浦（61）抽水供应，而出水管（32）则将循环后的温水还注于冷却水箱（6）内，而冷却水箱（6）视需要亦可设循环冷却水所需的降温设备；而电线（33）则连接一控制箱（7），控制箱（7）可设置包括一设定温度的显示幕（73）及设定开关（72）（温度值的控制可由SENSOR及输出功率所控制），一电源开关（71）及一正负极对调的切换开关（74）。

本实用新型的使用状况为：令本实用新型夹置于工作床台或吸固于磁盘面上，启动电源开关（71）并设定温度（按温度是针对所须夹固的工作物大小或加工的进刀量而定），电源同时对热电冷却器（3）输出，同时启动泵浦（61）使冷却水循环，此时可涂敷一层薄水于冷凝吸固盘（1）的表面并同时置放工作物于其上，由于冷却水可保持散热基座（2）于20℃左右，故扣除其间的消耗，在热极片（32）应为30℃，相对于冷极片则为－30℃，则冷凝吸固面即可产生－20℃的低温，其表面的水膜即可产生凝结冰固而粘结工作物于表面，此时尚可洒滴些微水滴于工作物的四周，使工作物周边形成强固的凝结冰，则工作物冷凝吸固盘上即右牢固的被冻结，（如图4），其间槽缝（11）为加强工作用、冰层与冷凝吸固盘（1）的固结关系。

根据本实用新型作者的实验结果，在室温20℃在110伏特电压的供电下，四个热电冷却器（3）的冷却效果可使一薄板型工作物于5～10秒内完全固结于冷凝吸固盘上，而可马上行进加工工作；而即使由磨削加工所产生热能，也在温度设定而功率自动控制的输出中加以吸收，而无冰层溶解之虑。

在工作加工完成后，可自控制箱（7）的切换开关（74），令输出电源的正负极对调，则热极片与冷极片形成互换，亦可在5～10秒内使冷凝吸固盘（1）表面的冰层溶解而顺利取下完工的工作物。

结合以上所述可知，本实用新型结构精简，操作效率而方便，确可有效达成习知夹具所无法达成的多种功效，可供作特殊用途甚至广泛的作用，对于夹具的夹持型态具有极的改良，其功效与经济效益也大大提高。因此本实用新型提供了一种结构新而具有很大实用性的产品。

Claims (3)

1、一种电冷冰固式夹具，包括多个热电冷却器的冷极，使其与工作物藉迅速固结的冰层而凝结吸固，其特征包括：

一表面切有交叉槽缝的冷凝吸固盘及一开设有循环管路及出入水管的散热基座，上下其间夹置若干电热冷却器，在其间固定一绝缘棉垫又在绝缘棉垫四周及冷凝吸固盘与散热其座间粘设一圈防水材料。

2、根据权利要求1所述的电冷冰固夹具，包括一给电热冷却器提供电源的电一控制箱，控制箱设有电源开关，正负极对调的切换开关，温度设定及显示器。

3、根据权利要求1所述的电冷冰固夹具，包括用来出、入水循环的冷却水箱及泵浦。

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