摘要 低温加工区域容积为300mm×300mm×250mm，加工区中心温度在－30～40℃范围内，采用R502作为制冷剂进行蒸汽压缩式循环制冷，通过温度监测，建立了温控加工区三维温度界面场，可以满足加工设备对低温加工区域的需水。
关键词 低温加工区域 温度控制 制冷设备
中图分类号 TB65 文献标识码 B
通常的机加工设备是在常温下工作的，不需要控制加工设备的加工区温度。但是随着新材料、新加工技术的发展，一些材料的加工成型需要在偏离室温的较低温度，甚至是超低温状态下进行，例如某些生物、医用材料的加工成型需要在零下几十摄氏度范围内进行。对于这些有特殊要求的材料进行加工，必须在加工设备上设计安装温控附加装置，以保证加工区内的温度幅值、均匀性和稳定性符合使用要求。
低温加工区域的关键部件是制冷设备、合适的制冷剂、加工区域上端密封屏障和温控模块等相关装置。需要控制温度的加工区域为300mm×300mm×250mm的六面体，类似于电冰箱的冷冻室。温控加工区域的维护为双层结构，内层是镀锌板，外层包有绝热保温材料。3个立面及底面夹层中装有蒸发器。
加工头尖端距离工件的下表面160mm。该设备机械结构如图1所示，为节省空间，工作台设计成“几”字型，一端固定在2轴滑块上，一端绕过冷冻室后壁伸入内部。其运动模块主要包括电机、电机驱动器、导轨丝杠、限位开关和连接部件等，根据数控指令执行运动。
主要运动形式包括：
1.Z轴电机带动工作台执行步进升降运动；
2.X、Y轴电机带动喷头执行平面扫描运动；
3.利用限位开关实现三个运动轴的运动正极限、负极限、原点信号采集。
制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器及温控器、继电器等控制装置。该制冷设备的制冷方式为蒸汽压缩式制冷循环，即从蒸发器（冷库）出来的干饱和蒸汽被吸入压缩机，经过压缩成为高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器进行定压放热至饱和液体，再经过节流阀降压降温至湿蒸汽状态，低温低压湿蒸汽最后进入蒸发器进行吸热、汽化成为干饱和蒸汽，如此周而复始，完成制冷循环（图2）。
本文关键字：加工设备 机床，应用领域 - 机床
