本發(fā)明涉及一種機械加工用夾具，尤其指的是一種基于快速冰凍技術(shù)的夾具。

背景技術(shù)：

金屬(鋁、銀、黃金)、非金屬材料、柔性材料及細小零件在加工過程中，對零件進行固定是一個難題。例如只有正方形邊長5mm的陶瓷制品需要加工中心加工工序多，裝夾時候使用傳統(tǒng)的虎鉗，真空吸盤，永磁吸盤已滿足不了要求。

另外，對一些脆性材料進行加工固定時，傳統(tǒng)的機械夾具在夾緊加工件會對其產(chǎn)生一個壓力而產(chǎn)生夾緊力，壓力不夠無法固定加工件，壓力過大則極易造成材料的塌邊；同樣的，對較薄工件進行加工固定時，傳統(tǒng)的機械夾具在夾緊過程中容易造成加工件的損壞。這就給夾具的設(shè)計造成了很大的困難。

冰是強力的粘合劑，幾乎可以粘和任何材料，包括剛性材料(金屬、塑料、陶瓷、石墨等)和柔性材料(橡膠、生瓷、紡織品等)、另外冰融化揮發(fā)后不會留下任何的殘渣，不會對加工材料造成污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)在技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，適用各種材料、各種形狀，使用成本低的基于快速冰凍技術(shù)的夾具。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于快速冰凍技術(shù)的夾具，包括用于固定加工件的固定盤，所述的固定盤內(nèi)設(shè)置有用于容置冰凍介質(zhì)的容納腔，所述的固定盤的底部設(shè)置有保溫陶瓷層，所述的固定盤固定在一冰凍箱上；所述的冰凍箱內(nèi)設(shè)置有壓縮空氣快速制冷裝置,所述的壓縮空氣快速制冷裝置的進口處連接有進氣管，該進氣管與一空氣壓縮機相連接，所述的空氣壓縮機上連接有集氣口，所述的壓縮空氣快速制冷裝置的出口處連接有出氣管，該出氣管與所述固定盤內(nèi)設(shè)置的迷宮式盤管相連接；所述的固定盤上設(shè)置有測溫探頭，該測溫探頭經(jīng)控制器與設(shè)置于進氣管上的電磁閥相連接。

優(yōu)化的技術(shù)措施還包括：

所述的固定盤的截面為矩形結(jié)構(gòu)，所述的迷宮式盤管呈回字形結(jié)構(gòu)。

所述的固定盤的截面為圓形結(jié)構(gòu)，所述的迷宮式盤管由若干同心圓構(gòu)成，相鄰?fù)膱A之間相連通。

所述的進氣管內(nèi)的空氣壓力大于0.6mpa。

所述的集氣口呈喇叭形結(jié)構(gòu)。

所述的壓縮空氣快速制冷裝置為渦流管。

所述的冰凍介質(zhì)為水。

所述的電磁閥上連接有能夠?qū)?20v電轉(zhuǎn)換為24v電的變壓器,所述的變壓器上連接有電源線。

所述的電磁閥的開啟溫度為零下3度，所述的電磁閥的關(guān)閉溫度為零下8度。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，利用快速冷凍技術(shù)，通過空氣壓縮機采集壓縮空氣，壓縮空氣通過壓縮空氣快速制冷裝置產(chǎn)生低溫空氣，低溫空氣通入固定盤的迷宮式盤管使容納腔內(nèi)的冰凍介質(zhì)快速結(jié)冰，從而將加工件固定住，本夾具適用于各種材料、各種形狀的加工件，應(yīng)用范圍廣，而且采用無應(yīng)力固定，夾持過程中不產(chǎn)生壓力或者推力使加工件產(chǎn)生應(yīng)力。低溫固定，還能夠降低加工時的溫度，對加工件和刀具產(chǎn)生保護作用。

另外，通過測溫探頭、控制器、進氣管上的電磁閥的反饋檢測對進氣實施自動控制，當溫度低于設(shè)定的關(guān)閉溫度時，電磁閥關(guān)閉，停止進氣，當溫度高于設(shè)定的開啟溫度時，電磁閥開啟，進氣；從而能夠減少能耗，降低使用成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例圖；

圖2是本發(fā)明實施例一固定盤的仰視圖；

圖3是本發(fā)明實施例二固定盤的仰視圖。

其中的附圖標記為：加工件1、固定盤2、容納腔21、保溫陶瓷層3、冰凍箱4、壓縮空氣快速制冷裝置5、進氣管51、出氣管52、空氣壓縮機6、集氣口61、迷宮式盤管7、測溫探頭8、控制器81、電磁閥82、變壓器83、電源線84。

具體實施方式

實施例一，如圖1至圖2所示，

一種基于快速冰凍技術(shù)的夾具，包括用于固定加工件1的固定盤2，所述的固定盤2內(nèi)設(shè)置有用于容置冰凍介質(zhì)的容納腔21，所述的固定盤2的底部設(shè)置有保溫陶瓷層3，所述的固定盤2固定在一冰凍箱4上；所述的冰凍箱4內(nèi)設(shè)置有壓縮空氣快速制冷裝置5,所述的壓縮空氣快速制冷裝置5的進口處連接有進氣管51，該進氣管51與一空氣壓縮機6相連接，所述的空氣壓縮機6上連接有集氣口61，所述的壓縮空氣快速制冷裝置5的出口處連接有出氣管52，該出氣管52與所述固定盤2內(nèi)設(shè)置的迷宮式盤管7相連接；所述的固定盤2上設(shè)置有測溫探頭8，該測溫探頭8經(jīng)控制器81與設(shè)置于進氣管51上的電磁閥82相連接。

所述的固定盤2的截面為矩形結(jié)構(gòu)，所述的迷宮式盤管7呈回字形結(jié)構(gòu)。

所述的進氣管51內(nèi)的空氣壓力大于0.6mpa。

所述的集氣口61呈喇叭形結(jié)構(gòu)。喇叭形結(jié)構(gòu)的集氣口61能夠提高進氣量，提高集氣效率。

所述的壓縮空氣快速制冷裝置5為渦流管。渦流管是一項成熟的快速制冷技術(shù)，壓縮空氣通過渦流管后，溫度急速降低。

所述的冰凍介質(zhì)為水。采用水作為冰凍介質(zhì)，取材方便，成本低，且不會產(chǎn)生污染。

所述的電磁閥82上連接有能夠?qū)?20v電轉(zhuǎn)換為24v電的變壓器83,所述的變壓器83上連接有電源線84。使用時，電源線84連接220v電源插座，經(jīng)變壓器83后為電磁閥82提供電能。

標準大氣壓下，水的冰點為0度；因此可以將電磁閥82的開啟溫度設(shè)置為零下3度，電磁閥82的關(guān)閉溫度設(shè)置為零下8度。

工作原理：

加工件1放入固定盤2的容納腔21內(nèi)，啟動夾具?？諝鈴募瘹饪?1收集入空氣壓縮機6內(nèi)得到氣壓大于0.6mpa的壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)進氣管51進入壓縮空氣快速制冷裝置5(渦流管)內(nèi)急速制冷得到低溫空氣，低溫空氣從出氣管52進入固定盤2內(nèi)的迷宮式盤管7；迷宮式盤管7內(nèi)的低溫空氣與容納腔21內(nèi)的冰凍介質(zhì)(水)發(fā)生熱量交換，使水結(jié)冰從而將加工件1牢牢固定。

夾具夾持過程中，測溫探頭8對固定盤2的溫度進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的溫度傳遞至控制器81，控制器81對實時溫度進行判斷。當實時溫度低于設(shè)定的關(guān)閉溫度(零下8度)時，控制器81發(fā)出控制信號使電磁閥82關(guān)閉，停止進氣；當實時溫度高于設(shè)定的開啟溫度時，控制器81發(fā)出控制信號使電磁閥82開啟，繼續(xù)進氣。通過對進氣的自動控制，能夠有效減少氣量的消耗，降低能耗，降低使用成本。

本夾具利用快速冰凍技術(shù)，通過結(jié)成冰的水對加工件1進行固定，采用無應(yīng)力固定，夾持過程中不產(chǎn)生壓力或者推力使加工件產(chǎn)生應(yīng)力，且加工完成后加工件1表面無殘留。而且其適用于各種材料、各種形狀的加工件1，對脆性材料加工件加工時，不會產(chǎn)生塌邊現(xiàn)象；對柔性材料加工件加工時，冰對柔性材料的包裹能夠有效提高其強度，使加工進行更加順利。冰產(chǎn)生低溫加工環(huán)境，能夠抵消加工過程中產(chǎn)生的熱量，對加工件1和刀具產(chǎn)生保護作用。

實施例二，如圖3所示，

本實施例中的夾具與實施例一的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是，本實施例中，所述的固定盤2的截面為圓形結(jié)構(gòu)，所述的迷宮式盤管7由若干同心圓構(gòu)成，相鄰?fù)膱A之間相連通。

以上實施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。