速冻装夹装置、速冻装夹系统及加工平台的制作方法

本发明涉及加工设备的技术领域，尤其是涉及一种速冻装夹装置、速冻装夹系统及加工平台。

背景技术：

为将工件加工成所需的形状，且达到所需的精度要求。在工件加工过程中，工件需要相对于与加工平台具有稳定的位置；并且避免工件因受到切削力等外力而发生偏移，使其在加工过程始终保持正确的位置。随着加工技术和材料技术的发展，各类形状复杂的工件加工需求越来越多。工件形状复杂，增大了工件在加工过程的定位和固定难度。现有技术中，对于形状比较复杂的工件，一般采用的定制的专用工装夹具来进行定位和固定。定制专用工装夹具，增加了工件的开发难度和开发成本，并且延长了开发周期，不利于满足产品的更新迭代。

对于多品种小批量产品高柔性的生产模式，专用工装夹具难以适用于多种形状的工件；加工不同的工件，一般需要更换不同的专用工装夹具，增加了换模频率和换模时间，增加了人工成本，不利于提高生产效率。

因此，现有技术中工件在加工过程中，存在装夹难度较大，操作不方便的技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种速冻装夹装置、速冻装夹系统及加工平台，以缓解现有技术所存在的工件在加工过程中，装夹难度较大，操作不方便的技术问题。

本发明第一方面提供一种速冻装夹装置，本发明提供的速冻装夹装置包括：冷冻平台和中转托盘；冷冻平台设置有第一管道；第一管道，用于与冷媒循环设备连接；冷冻平台的顶部设置有承载配合面，承载配合面用于承载中转托盘，承载配合面上设置有真空吸附槽；并且，冷冻平台上设置有第二管道，第二管道一端与真空吸附槽连通，另一端用于与抽真空设备连接；中转托盘的底面用于与承载配合面贴合，顶面设置有容置槽，容置槽用于容置待装夹的工件和液体。

进一步的，承载配合面上设置有第一定位机构，中转托盘上设置有与第一定位机构配合的第二定位机构。

进一步的，第一管道包括多个连通管和设置于冷冻平台的多个冷媒管路；多个冷媒管路在冷冻平台中间隔分布，并且两个冷媒管路通过连通管连通。

进一步的，本发明提供的速冻装夹装置包括保温壳体，保温壳体套设于冷冻平台外。

进一步的，真空吸附槽包括多个条形凹槽，多个条形凹槽在承载配合面交错设置。

进一步的，本发明提供的速冻装夹装置还包括底板，底板连接于冷冻平台背离承载配合面的一侧；底板朝向冷冻平台的一侧设置有连通槽；第二管道包括多个真空连通孔，真空连通孔一端与真空吸附槽连通，另一端与连通槽连通；多个真空连通孔在承载配合面间隔分布；底板和冷冻平台至少之一设置有真空连接口，真空连接口与连通槽连通。

进一步的，承载配合面设置有环状密封件，环状密封件包围真空吸附槽。

本发明第二方面提供一种速冻装夹系统，本发明提供的速冻装夹系统包括：冷媒循环设备、抽真空设备和上述的速冻装夹装置；冷媒循环设备与速冻装夹装置中的第一管道连接，抽真空设备与速冻装夹装置中第二管道连接。

本发明第三方面提供一种加工平台，本发明提供的加工平台包括：移动平台和上述的速冻装夹装置；速冻装夹装置中的冷冻平台固定于移动平台，移动平台用于带动冷冻平台在平面内移动。

进一步的，移动平台包括移动座体、第一移动台、第二移动台、第一驱动装置和第二驱动装置；第一移动台滑动连接于移动座体，第二移动台滑动连接于第一移动台；第一驱动装置与第一移动台传动连接，用于驱动第一移动台相对于移动座体沿第一方向移动；第二驱动装置与第二移动台传动连接，用于驱动第二移动台相对于第一移动台沿第二方向移动；第一方向与第二方向交错设置。

本发明提供的速冻装夹装置、速冻装夹系统及加工平台，涉及加工设备的技术领域。本发明提供的速冻装夹装置包括：冷冻平台和中转托盘；冷冻平台设置有第一管道；第一管道，用于与冷媒循环设备连接；冷冻平台的顶部设置有承载配合面，承载配合面用于承载中转托盘，承载配合面上设置有真空吸附槽；并且，冷冻平台上设置有第二管道，第二管道一端与真空吸附槽连通，另一端用于与抽真空设备连接；中转托盘的底面用于与承载配合面贴合，顶面设置有容置槽，容置槽用于容置待装夹的工件和液体。使用本发明提供的速冻装夹装置来装夹工件，将工件放置到中转托盘的容置槽中；中转托盘放置到冷冻平台上，并且中转托盘的底面与承载配合面贴合。抽真空设备通过第二管道对真空吸附槽进行抽真空，真空吸附槽中形成负压，对中转托盘产生吸附力，从而将真空吸盘固定于冷冻平台。

向容置槽中通入液体。冷媒循环设备向第一管道中输送低温的冷媒流体，冷媒流体在第一管道中流动；由于中转托盘与冷冻平台贴紧，中转托盘与冷冻平台之间可进行热量传递。这样；冷媒流体吸收冷冻平台和中转托盘的热量，使冷冻平台和中转托盘的温度快速降低，使得容置槽中的液体快速凝固，将工件固定于中转托盘，进而实现将工件固定于冷冻平台，使工件具有稳定的位置，便于加工。

工件加工完成后，使气体进入第二管道，真空吸附槽中的压力升高，冷冻平台对托盘的吸附力减小，能够将中转托盘与工件一起拆离承载配合面。待容置槽中的液体融化后，即可将工件拆离中转托盘。

使用本发明提供的速冻装夹平台来装夹工件，工件的固定比较牢固，不易发生偏移；装夹方便，且工件加工完成后拆卸方便，有利于节省工件加工过程中的装夹时间。

容置槽中的液体流动性较强，便于与待固定的工件的外形相配合，从而便于实现对形状复杂的工件进行固定；而且，便于实现与不同形状的工件相配合，柔性程度较高，从而降低了在多品种小批量产品高柔性的生产模式中的换模频率，有利于减少人工操作，提高生产效率。

综上所述，通过本发明提供的速冻装夹装置，缓解了现有技术所存在的工件在加工过程中，装夹难度较大，操作不方便的技术问题。

所述的速冻装夹系统及加工平台与上述的速冻装夹装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的速冻装夹装置的爆炸示意图；

图2为本发明实施例提供的速冻装夹装置中冷冻平台与保温壳体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的速冻装夹装置中冷冻平台的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的速冻装夹装置中中转托盘的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的加工平台的结构示意图。

图标：01-冷冻平台；011-冷媒管路；012-真空连通孔；02-承载配合面；021-第二条形凹槽；022-第二定位销；023-环形槽；03-中转托盘；031-容置槽；032-第一定位销；033-第一条形凹槽；034-定位衬套；04-装置基板；05-隔板；051-贯通槽；06-连通管；07-保温罩；08-第一移动台；09-第二移动台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例第一方面提供一种速冻装夹装置，本发明实施例提供的速冻装夹装置包括：冷冻平台01和中转托盘03；冷冻平台01设置有第一管道；第一管道，用于与冷媒循环设备连接；冷冻平台01的顶部设置有承载配合面02，承载配合面02用于承载中转托盘03，承载配合面02上设置有真空吸附槽；并且，冷冻平台01上设置有第二管道，第二管道一端与真空吸附槽连通，另一端用于与抽真空设备连接；中转托盘03的底面用于与承载配合面02贴合，顶面设置有容置槽031，容置槽031用于容置待装夹的工件和液体。

具体地，使用本发明实施例提供的速冻装夹装置来装夹工件，将工件放置到中转托盘03的容置槽031中；中转托盘03放置到冷冻平台01上，并且中转托盘03的底面与承载配合面02贴合。抽真空设备通过第二管道对真空吸附槽进行抽真空，真空吸附槽中形成负压，对中转托盘03产生吸附力，从而将中转托盘03固定于冷冻平台01。

向容置槽031中通入液体。冷媒循环设备向第一管道中输送低温的冷媒流体，冷媒流体在第一管道中流动；由于中转托盘03与冷冻平台01贴紧，中转托盘03与冷冻平台01之间可进行热量传递。这样；冷媒流体吸收冷冻平台01和中转托盘03的热量，使冷冻平台01和中转托盘03的温度快速降低，使得容置槽031中的液体快速凝固，将工件固定于中转托盘03，进而实现将工件固定于冷冻平台01，使工件具有稳定的位置，便于加工。

工件加工完成后，使气体进入第二管道，真空吸附槽中的压力升高，冷冻平台01对托盘的吸附力减小，能够将中转托盘03与工件一起拆离承载配合面02。待容置槽031中的液体融化后，即可将工件拆离中转托盘03。

使用本发明实施例提供的速冻装夹平台来装夹工件，工件的固定比较牢固，不易发生偏移；装夹方便，且工件加工完成后拆卸方便，有利于节省工件加工过程中的装夹时间。

容置槽031中的液体流动性较强，便于与待固定的工件的外形相配合，从而便于实现对形状复杂的工件进行固定；而且，便于实现与不同形状的工件相配合，柔性程度较高，从而降低了在多品种小批量产品高柔性的生产模式中的换模频率，有利于减少人工操作，提高生产效率。

具体地，请参照图1-图4，中转托盘03的顶面设置有定位平面；工件上的定位面与定位平面贴合，来对工件进行定位。

在一些实施例中，定位平面上设置有两个第一定位销032，两个第一定位销032在定位平面上间隔分布。工件上设置有两个与第一定位销032配合的定位孔。在进行工件装夹时，通过第一定位销032和定位孔，来对工件与中转托盘03之间进行定位。

在一些实施例中，定位平面上还设置有多个第一条形凹槽033，多个第一条形凹槽033交错设置，并且相互连通；第一条形凹槽033用于容纳液体，在中转托盘03温度降低时，第一条形凹槽033中的液体凝固，并与工件和中转托盘03连接到一起。

在一些实施例中，承载配合面02设置为平面，中转托盘03的底部设置有托盘定位面，托盘定位面设置为与承载配合面02配合的平面。

进一步的，承载配合面02上设置有第一定位机构，中转托盘03上设置有与第一定位机构配合的第二定位机构。

具体地，第一定位机构包括多个第二定位销022，多个第二定位销022在承载配合面02上间隔分布；第二定位机构包括多个定位衬套034，多个定位衬套034与多个第二定位销022一一对应配合，定位衬套034固定于中转托盘03。

在一些实施例中，第一定位机构包括三个第二定位销022，三个第二定位销022的中心线在承载配合面02上的交点之间的连线，为非等边三角形。第二定位机构包括三个定位衬套034。三个第二定位销022与三个定位衬套034相配合，一方面起到定位作用，另一方面还可以防止中转托盘03在冷冻平台01上装夹出错。

进一步的，第一管道包括多个连通管06和设置于冷冻平台01的多个冷媒管路011；多个冷媒管路011在冷冻平台01中间隔分布，并且两个冷媒管路011通过连通管06连通。

具体地，请参照图1和图3，冷媒管路011为在冷冻平台01上开设的通孔，该通孔从冷冻平台01的一侧延伸至相对的另一侧；连通管06的两端分别与相邻的两个冷媒管路011连接。多个冷媒管路011与多个连通管06首尾连接，组成冷媒通道；冷媒流体能够沿冷媒通道从一端向另一端流动。冷媒循环设备的出液端和进液端分别与冷媒通道的两端连通。

由多个冷媒管路011和多个连通管06组成的冷媒通道，增大了冷媒流体与冷冻平台01的接触面积，有利于冷媒流体在冷冻平台01中流动的过程中，吸收冷冻平台01的热量，加速冷冻平台01降温。

进一步的，本发明实施例提供的速冻装夹装置包括保温壳体，保温壳体套设于冷冻平台01外。

具体地，保温壳体包括保温罩07，保温罩07套设于冷冻平台01的外侧，保温罩07能够阻隔冷冻平台01从外界缓解吸收热量，有利于冷冻平台01保持低温，以使中转托盘03与工件之间通过液体凝固，来连接得更加牢固。

进一步的，真空吸附槽包括多个第二条形凹槽021，多个第二条形凹槽021在承载配合面02交错设置。

具体地，中转托盘03的托盘定位面与承载配合面02贴合，第二条形凹槽021的顶部与托盘定位面连接，使得真空吸附槽与中转托盘03之间具有较大的接触面积，这样，在真空吸附槽中产生负压后，有利于冷冻平台01对中转托盘03产生较大的吸附力，以使中转托盘03在冷冻平台01上连接更加牢固。

进一步的，请参照图1和图2，本发明实施例提供的速冻装夹装置还包括底板，底板连接于冷冻平台01背离承载配合面02的一侧；底板朝向冷冻平台01的一侧设置有连通槽；第二管道包括多个真空连通孔012，真空连通孔012一端与真空吸附槽连通，另一端与连通槽连通；多个真空连通孔012在承载配合面02间隔分布；底板和冷冻平台01至少之一设置有真空连接口，真空连接口与连通槽连通。

具体地，真空吸附槽通过真空连通孔012与连通槽连通；真空连通孔012为设置于冷冻平台01的通孔，多个间隔分布的真空连通孔012能够使真空吸附槽各位置的气流流动更加均匀顺畅，从而使真空吸附槽中各位置的气压更加均匀一致。

在一些实施例中，底板包括隔板05和装置基板04，隔板05上设置有贯通槽051，隔板05连接于装置基板04的一侧，贯通槽051的一端与装置基板04贴合，并且一端开口被装置基板04封闭；另一端开口的朝向冷冻平台01，形成连通槽。

在一些实施例中，隔板05采用隔热材料制成，以减少冷冻平台01与外部环境之间的热量交换。

在一些实施例中，真空连接孔设置于冷冻平台01的侧面。

在一些实施例中，真空连接孔设置于隔板05。

进一步的，承载配合面02设置有环状密封件，环状密封件包围真空吸附槽。

具体地，请参照图3，承载配合面02的设置有环形槽023；环状密封件包括橡胶密封圈，橡胶密封圈嵌入环形槽023。

本发明实施例第二方面提供一种速冻装夹系统，本发明实施例提供的速冻装夹系统包括：冷媒循环设备、抽真空设备和上述的速冻装夹装置；冷媒循环设备与速冻装夹装置中的第一管道连接，抽真空设备与速冻装夹装置中第二管道连接。

在一些实施例中，抽真空设备包括真空泵。真空连接口与两位三通阀的一个连接口连接，该两位三通阀的另两个连接口分别与真空泵和外部环境连通。

在中转托盘03的装夹过程中，通过两位三通阀，使真空连接口与真空泵连通，真空泵工作，对真空吸附槽进行抽真空。工件加工完成后，真空泵停止工作，通过两位三通阀，使真空连接口与外部环境连通，外部环境中的空气进入真空吸附槽中，真空吸附槽中气压升高，中转托盘03可从冷冻平台01上拆离。

在一些实施例中，冷媒循环设备包括压缩机，压缩机的出液端和进液端分别与冷冻平台01中的冷媒通道的两端连通，压缩机将低温液体送入冷媒通道中，液体通过冷媒通道，吸收冷冻平台01的热量，流回压缩机；液体循环流动，实现对冷冻平台01进行降温。

本发明实施例第三方面提供一种加工平台，本发明实施例提供的加工平台包括：移动平台和上述的速冻装夹装置；速冻装夹装置中的冷冻平台01固定于移动平台，移动平台用于带动冷冻平台01在平面内移动。

具体地，待加工的工件固定于冷冻平台01；移动平台带动冷冻平台01和工件一起移动，便于刀具等加工工具对工件进行钻削和铣削等加工操作。

进一步的，请参照图5，移动平台包括移动座体、第一移动台08、第二移动台09、第一驱动装置和第二驱动装置；第一移动台08滑动连接于移动座体，第二移动台09滑动连接于第一移动台08；第一驱动装置与第一移动台08传动连接，用于驱动第一移动台08相对于移动座体沿第一方向移动；第二驱动装置与第二移动台09传动连接，用于驱动第二移动台09相对于第一移动台08沿第二方向移动；第一方向与第二方向交错设置。

具体地，第一移动台08通过第一导轨滑动连接于移动座体；第一驱动装置包括电动机和第一丝杠组件，第一丝杠组件分别与移动座体和第一移动台08连接，电动机通过第一丝杠组件驱动第一移动台08相对于移动座体沿第一导轨移动。

第二移动台09通过第二导轨滑动连接于第一移动台08；第二驱动装置包括电动机和第二丝杠组件，第二丝杠组件分别与第一移动台08和第二移动台09连接，电动机通过第二丝杠组件驱动第二移动台09相对于第一移动台08沿第二导轨移动。

在一些实施例中，第一导轨的导向方向与第二导轨的导向方向垂直。

在一些实施例中，第二移动台09采用设置有t形槽的平台。

最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。而这些修改、替换或者组合，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。