专利名称：冷冻装夹系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工夹具技术领域，更具体地说，是涉及一种冷冻装夹系统。
背景技术：
夹具是机械加工工程中必要的装备，不同的零件在加工过程中，对夹具往往有不 同的要求。选择合适的夹具可以方便加工，并能提高工件的加工质量。机床上的夹具种类 繁多，各具特色，长期以来，人们在不断探索新的方法，解决不宜受力装夹材料和异形件装 夹难的问题。 对于不宜受力装夹材料和异形件装夹，按常规的方法设计夹具的难度很大，通用 性差，成本高。随着半导体制冷技术和计算机控制技术的不断发展和广泛应用，为电子冷冻 装夹系统的研制、加工提供了条件。电子冷冻装夹系统的工作原理是利用半导体材料的电 热特性，采用常规循环冷却水与半导体制冷相结合，用冻结液态物质固定工件代替普通夹 具，实现对异形件和不宜装夹的材料进行无痕装夹。 电子冷冻装夹系统的隔热效果与其性能有着密切的关系，但现有技术中的电子冷 冻装夹系统存在隔热差的缺陷，从而使得冷冻装夹系统的装夹工作效率非常低，装夹工作 耗时长，装夹工作能耗高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种冷冻装夹系统，其可实现对异形件 的装夹并具有良好的隔热效果。 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种冷冻装夹系统，包括盛
装冷冻液的冷冻箱、包覆所述冷冻箱外壁至少一部分的隔热部分、制冷面与所述冷冻箱紧
密连接的至少一个电子制冷器、与所述电子制冷器制热面紧密连接的散热部分。 这样，本实用新型利用电子制冷器的电热特性，将其通电后的制冷面与一个盛装有
冷冻液的冷冻箱的紧密连接；而将其通电后的制热面与一散热部分紧密连接；当电子制冷器
通电后，盛装于所述冷冻箱的冷冻液冻结，使放置于所述冷冻箱内的工件被冻结的冷冻液固
定，实现了工件的无痕装夹。同时，由于所述冷冻箱外壁至少一部分包覆有隔热部分，从而使
得冷冻装夹系统的装夹工作效率提高，装夹工作时间縮短，并降低了装夹工作的能耗。
图1是本实用新型一较佳实施例的结构原理示意图； 图2是图1所示实施例中除去电控箱和冷却水循环系统后的半剖示意图； 图3是图2的俯视示意图。
具体实施方式为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 请参照图1，为本实用新型的一较佳实施例，该冷冻装夹系统包括盛装冷冻液5的 冷冻箱1、包覆所述冷冻箱1外壁至少一部分的隔热部分2、制冷面与所述冷冻箱紧密连接 的至少一个电子制冷器3、与所述电子制冷器3制热面紧密连接的散热部分4。这样，本实 施例利用电子制冷器的电热特性，将其通电后的制冷面与一个盛装有冷冻液5的冷冻箱1 的紧密连接；而将其通电后的制热面与一散热部分4紧密连接；当电子制冷器通电后，盛装 于所述冷冻箱1的冷冻液5冻结，使放置于所述冷冻箱1内的工件6被冻结的冷冻液固定， 实现了工件的无痕装夹，此时刀具8即可对所述工件6进行加工。同时，由于所述冷冻箱1 外壁至少一部分包覆有隔热部分2，从而使得冷冻装夹系统的装夹工作效率提高，装夹工作 时间縮短，并降低了装夹工作的能耗。 以下对上述各组成部分分别作详细介绍。 请结合参照图2及图3，所述冷冻箱1大致呈长方体槽状，用以盛装冷冻液5。为 了使其与电子制冷器3制冷面之间的热交换更加通畅，所述冷冻箱1由导热性良好的材料 制成。本实施例中，所述制冷面与所述冷冻箱1底面外侧紧密连接，在所述电子制冷器3的 制冷面与所述冷冻箱1底面外侧之间涂设有导热胶。所述冷冻箱1的底面四周在水平方向 上延伸出一扩展部12，扩展部12用以增大其与电子制冷器3制冷面的面积。为了增大所述 冷冻箱1与冷冻液5的换热面积，所述冷冻箱1底面内侧设有至少一个凹槽11。本实施例 中，所述凹槽11的数量为多个，并在所述冷冻箱1底面内侧纵横交错设置。所述凹槽11还 具有可对冻结凝固冷冻液5进行定位的作用。由于待装夹的工件各式各样，为了获得较好 的定位以方便加工，当冷冻液5还处于液体状态时，就需要对其进行初定位。因此，所述冷 冻箱1还设有至少一个可对待装夹工件进行初定位的垫块(图中未示出)。 请参照图1及图2，所述隔热部分2包括围绕所述冷冻箱1外壁四周设置的密闭空 间以及填充在所述密闭空间内的隔热体21。所述密闭空间由所述冷冻箱1外壁、位于所述 隔热体21外侧的隔热支撑架22、与所述冷冻箱1和隔热支撑架22顶部连接的盖板23以及 所述电子制冷器3的外缘围合而成。所述隔热体21、隔热支撑架22以及盖板23均由隔热 材料制成，由于需要支撑冷冻箱l，其需要具有一定的机械强度。隔热体21可由质地较软 的隔热材料制成。另外，为了实现与机床工作台的定位安装，本实施例还包括两个装夹支撑 架24。装夹支撑架24朝向所述隔热支撑架22的一侧设有凹槽，并通过所述与所述隔热支 撑架22固定连接。本实施例中，所述装夹支撑架24由导热材料制成，并与所述散热部分4 连接。这样，所述电子制冷器3制热面产生的热量的一部分还可以通过所述装夹支撑架24 传导至体积很大的机床工作台，进而实现快速导热。 所述散热部分4包括内部设有曲折通道的散热板41以及冷却水循环系统42。所 述散热板41紧密连接于所述多电子制冷器3的制热面，两者之间也涂设有导热胶。所述冷 却水循环系统42内设有水箱、水阀、水泵等(图中未示出)，其输入端和输出端分别通过进、 出水管421、422与所述曲折通道的两端连接。这样，当所述冷却水循环系统42工作时，冷 却水在水泵的作用下，经由进水管421和的所述散热板41内曲折通道再由出水管422回流 至水箱，从而将制冷器3制热面所产生的热量带走。 另外，本实施例还包括位于冷却水循环系统42上方的电控部分7。所述电控部分
47包括一个单片机，所述单片机同时控制所述至少一个电子制冷器3。为实现切削过程的恒 温控制，可以根据工件6的不同以及加工需要设定的冻结温度，控制电子制冷器3开启的个 数，实现对工件6装夹时间和冻结温度的自动控制。当切削热导致工件6温度上升时，电控 部分7还可以自动增加电子制冷器3的开启个数。当达到预定低温时，电控部分7可自动 断开若干电子制冷器3，以实现对温度的自动调整。 本实施例中，冷冻液5是水溶液，其中包含有防腐剂、增塑剂、强化剂以及速冻剂 等，目的在于提高冷冻速度，并且防锈，还可以防止冷冻液5在冻结后脆性增大合强度降 低。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种冷冻装夹系统，其特征在于包括盛装冷冻液的冷冻箱、包覆所述冷冻箱外壁至少一部分的隔热部分、制冷面与所述冷冻箱紧密连接的至少一个电子制冷器、与所述电子制冷器制热面紧密连接的散热部分。
2. 如权利要求1所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述制冷面与所述冷冻箱底面外 侧紧密连接，所述隔热部分包括围绕所述冷冻箱外壁设置的密闭空间以及填充在所述密闭 空间内的隔热体。
3. 如权利要求2所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述密闭空间由所述冷冻箱外壁、 位于所述隔热体外侧的隔热支撑架、与所述冷冻箱和隔热支撑架顶部连接的盖板以及所述 电子制冷器围合而成。
4. 如权利要求3所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述冷冻装夹系统还包括与所述 隔热支撑架固定连接并可置于机床工作台上定位安装的装夹支撑架。
5. 如权利要求4所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述装夹支撑架由导热材料制成， 并与所述散热部分连接。
6. 如权利要求1所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述冷冻箱底面内侧设有至少一 个可对冻结凝固的冷冻液进行定位的凹槽。
7. 如权利要求l所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述凹槽的数量为多个，并在所述 冷冻箱底面内侧纵横交错设置。
8. 如权利要求1所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述冷冻箱还设有至少一个可对 待装夹工件进行初定位的垫块。
9. 如权利要求1所述的冷冻装夹系统，其特征在于在所述电子制冷器的制冷面与所 述冷冻箱之间以及所述电子制热器的制冷面与所述散热部分之间分别涂设有导热胶。
10. 如权利要求l所述的冷冻装夹系统，其特征在于所述散热部分包括内部设有曲折 通道的散热板以及冷却水循环系统，所述散热板紧密连接于所述多电子制冷器的制热面； 所述冷却水循环系统的输出端和输入端分别与所述曲折通道的两端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种冷冻装夹系统，包括盛装冷冻液的冷冻箱、包覆所述冷冻箱外壁至少一部分的隔热部分、制冷面与所述冷冻箱紧密连接的至少一个电子制冷器、与所述电子制冷器制热面紧密连接的散热部分。这样，本实用新型利用电子制冷器的电热特性，将其通电后的制冷面与一个盛装有冷冻液的冷冻箱的紧密连接；而将其通电后的制热面与一散热部分紧密连接；当电子制冷器通电后，盛装于所述冷冻箱的冷冻液冻结，使放置于所述冷冻箱内的工件被冻结的冷冻液固定，实现了工件的无痕装夹。同时，由于所述冷冻箱外壁至少一部分包覆有隔热部分，从而使得冷冻装夹系统的装夹工作效率提高，装夹工作时间缩短，并降低了装夹工作的能耗。
文档编号B23Q3/00GK201471168SQ20092013440
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者杜英滨, 王安君 申请人:深圳信息职业技术学院