一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统的制作方法

本发明涉及机床的冷却，具体为一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统。

背景技术：

1、预焙阳极炭块开槽机是一种用于铝电解用预焙阳极炭块底部切槽的专用加工设备。该设备通过在炭块底部切割直槽、斜槽或盲槽，使阳极气体能够经由底部沟槽向外排放，减少气泡在阳极底部的停留时间，从而降低极间电阻压降和阳极效应系数，达到减少电解能耗的目的。开槽机通常由进料小车、炭块接收平台、切槽主机、推块液压杆、出块输送辊轮及手自动控制系统等部分组成。锯片作为核心切削部件，其切削区域的温度控制直接关系到加工效率和锯片使用寿命。

2、现有技术中已有将半导体制冷技术应用于切削冷却的尝试。专利cn108839254a公开了一种可以自动码垛的阳极炭块开槽设备，其隔音罩的冷却段设有基于半导体制冷片建立的冷却装置。另有专利公开了一种切削加工用通电制冷车刀，其通过在刀柄部加装半导体器件，利用帕尔贴效应对刀柄部产生制冷效果，再传导至刀头部和刃口部使其降温。专利cn115740528a公开了一种基于半导体制冷的主动散热刀具，通过导热管、半导体制冷片、散热鳍片和散热风扇实现刀具主动散热。上述方案均采用半导体制冷片作为独立部件附加于刀具或设备之上，冷端与刀头之间存在导热垫片、刀柄基体等多层热传导介质。热量从切削区域传递至冷端须依次经由刀头基体、刀柄、导热界面材料等环节，热阻较大，制冷效率受到限制。当刀头高速旋转时，这一问题更为突出。如何在无需中间导热介质的条件下使刀头自身产生制冷效果，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，解决了现有半导体制冷方案将制冷片贴附于刀柄或刀体表面，冷端与刀头之间存在导热垫片、刀柄基体等多层传导介质，热量从切削区域传递至冷端须依次经由各层界面，热阻较大，制冷效率受到限制的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，所述开槽机设有刀头和驱动所述刀头旋转的驱动电机，包括：

5、电场施加装置，与所述刀头电连接，所述刀头由热电半导体材料构成；

6、所述电场施加装置向所述刀头施加直流电流时，所述刀头的切削端形成帕尔贴效应的冷端，所述刀头的连接端形成帕尔贴效应的热端，所述驱动电机的外壳设有液冷套，所述刀头连接端的热量经所述驱动电机传递至所述液冷套。

7、优选的，所述热电半导体材料为p型半导体或n型半导体。

8、优选的，所述刀头的切削端表面设有热电涂层，所述热电涂层与所述刀头基体之间设有绝缘层。

9、优选的，还包括导电滑环，所述导电滑环设置于所述开槽机的刀轴非工作端，所述电场施加装置经所述导电滑环与所述刀头电连接。

10、优选的，还包括温度传感器和控制模块，所述温度传感器设置于所述刀头的切削端或靠近切削区域的位置，所述控制模块分别与所述温度传感器和所述电场施加装置连接，所述控制模块根据所述温度传感器检测的温度值调节所述电场施加装置的输出电流。

11、优选的，所述液冷套内通入液氮或冷却水。

12、优选的，还包括油雾喷射装置，所述油雾喷射装置的喷射口朝向所述刀头切削端与炭块的切削接触区域。

13、优选的，所述刀头可拆卸地安装于刀柄端部，所述刀头与所述刀柄之间设有绝缘隔热层。

14、优选的，所述刀头内部设有沿轴向延伸的导线通道，所述电场施加装置的导线经所述导线通道与所述刀头的切削端电连接。

15、有益效果

16、本发明提供了一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统。具备以下有益效果：

17、1、本发明提供了一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，将刀头本身作为帕尔贴效应的冷端，电流直接通过刀头时在切削端产生吸热降温，热量经刀头连接端传递至热端散热装置。与现有技术中将半导体制冷片贴附于刀柄或刀体表面的方案相比，省略了冷端与刀头之间的导热垫片、刀柄基体等中间传导介质，减少了热量传递路径中的热阻，切削区域产生的热量能够更直接地被冷端吸收并搬运至热端。

18、2、本发明提供了一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，本发明将刀头的连接端与驱动电机连接，驱动电机外壳设置液冷套，刀头连接端的热量经驱动电机传递至液冷套。该设置将驱动电机既作为动力输出部件又作为热端散热的中介结构，无需为刀头单独配置热端散热器，简化了系统结构。液冷套内通入液氮或冷却水后，能够将驱动电机及刀头连接端的热量快速带走，保证刀头切削端持续维持低温状态。

1.一种预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，所述开槽机设有刀头和驱动所述刀头旋转的驱动电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，所述热电半导体材料为p型半导体或n型半导体。

3.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，所述刀头的切削端表面设有热电涂层，所述热电涂层与所述刀头基体之间设有绝缘层。

4.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，还包括导电滑环，所述导电滑环设置于所述开槽机的刀轴非工作端，所述电场施加装置经所述导电滑环与所述刀头电连接。

5.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，还包括温度传感器和控制模块，所述温度传感器设置于所述刀头的切削端或靠近切削区域的位置，所述控制模块分别与所述温度传感器和所述电场施加装置连接，所述控制模块根据所述温度传感器检测的温度值调节所述电场施加装置的输出电流。

6.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，所述液冷套内通入液氮或冷却水。

7.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，还包括油雾喷射装置，所述油雾喷射装置的喷射口朝向所述刀头切削端与炭块的切削接触区域。

8.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，所述刀头可拆卸地安装于刀柄端部，所述刀头与所述刀柄之间设有绝缘隔热层。

9.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块开槽机用切削冷却润滑系统，其特征在于，所述刀头内部设有沿轴向延伸的导线通道，所述电场施加装置的导线经所述导线通道与所述刀头的切削端电连接。