基于磁流变胶泥的柔性夹具的制作方法
【专利摘要】一种基于磁流变胶泥的柔性夹具，包括夹具座，该夹具座上分别设有固定夹持体、活动夹持体，所述固定夹持体、活动夹持体上分别设有铁芯，两铁芯位于同一轴心线上，各铁芯上分别绕制励磁线圈，各励磁线圈分别通过导线与直流电源连接，所述两铁芯的相向端分别固定一夹持板，两夹持板的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽内分别填充磁流变胶泥，各凹槽的开口分别通过一橡胶片密封。它响应迅速，控制简单，且稳定性好，可靠性高。
【专利说明】基于磁流变胶泥的柔性夹具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及夹具领域，特别是涉及一种基于磁流变胶泥的柔性夹具。
【背景技术】
[0002] 自20世纪70年代以后，随着NC机床和加工中心在生产中的普遍使用，柔性成为 现代制造业的主要发展方向之一，继续沿用专用夹具将限制制造系统实现真正的柔性，柔 性夹具应运而生。目前所使用的柔性夹具主要有：相变和伪相变材料式柔性夹具、模块化程 序控制式夹具、仿生抓夹式夹具、可调整夹具、成组夹具及组合夹具等。上述这些夹具结构 太复杂，成本过高，而柔性有限，不容易在生产中普及，还远远不能达到工程应用的标准，许 多问题尚待解决。随着智能材料的出现，柔性夹具的发展出现了新的方向。磁流变材料是 一种可受外磁场影响并改变其特定性能的智能材料，其中最具代表性的磁流变材料为磁流 变液，目前磁流变液已成功应用于工程实践中制造柔性夹具。然而磁流变液却存在着沉降 稳定性差的特点，从而限制了磁流变液的使用范围。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于磁流变胶泥的柔性夹具， 它响应迅速，控制简单，且稳定性好，可靠性高。
[0004] 本发明的目的是这样实现的： 一种基于磁流变胶泥的柔性夹具，包括夹具座，该夹具座上分别设有固定夹持体、活动 夹持体，所述固定夹持体、活动夹持体上分别设有一铁芯，两铁芯位于同一轴心线上，各铁 芯上分别绕制励磁线圈，各励磁线圈分别通过导线与直流电源连接，所述两铁芯的相向端 分别固定一夹持板，两夹持板的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽内分别填充磁流变 胶泥，各凹槽的开口分别通过一橡胶片密封。
[0005] 所述磁流变胶泥由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成，所述高分子聚合物基 体的质量百分数为20%，羰基铁粉的质量百分数为80%。
[0006] 所述两凹槽的深度均为5?10mm。
[0007] 所述两橡胶片的厚度均为〇· 5?1. 5mm ; 所述两夹持板由不导磁材料制成。
[0008] 所述夹持板的材料为铝合金。
[0009] 所述固定夹持体焊接固定在夹具座上，所述活动夹持体滑动配合于夹具座上设有 的滑槽，活动夹持体的下部设有螺纹孔，所述夹具座上轴向定位一螺杆，该螺杆与活动夹持 体的螺纹孔螺纹配合，形成丝杆螺母机构。
[0010] 所述螺杆的一端设有手柄。
[0011] 所述两夹持板分别粘接固定在所对应的铁芯上。
[0012] 由于采用了上述方案，固定夹持体、活动夹持体上分别设有一铁芯，两铁芯的相向 端分别固定一用于夹紧工件的夹持板。两夹持板的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽 内分别填充磁流变胶泥，各凹槽的开口分别通过一橡胶片密封，两橡胶片的外端面分别与 工件接触夹紧工件。各铁芯上绕制的励磁线圈分别通过导线与直流电源连接，调节直流电 源输出电流的大小控制铁芯处的磁场，从而改变磁流变胶泥作用于柔性橡胶片的法向作用 力，使柔性橡胶片紧贴工件，形成夹紧。磁流变胶泥采用了高粘度的高分子聚合物基体取代 磁流变液的液态基体，克服了其沉降稳定性差的问题，可靠性高，而且磁流变胶泥同样具有 磁流变液在磁场作用下控制简便、响应迅速等优点。磁流变胶泥的磁控力学特性在磁场作 用下发生连续变化，可通过调节电流的大小改变磁场大小，自适应的实现对各种几何形状 不规则工件的夹持，还可以对低刚性，夹持过程中外形及尺寸有微量改变的工件实现柔性 夹持。使用过程中，首先调节活动夹持体使工件与两橡胶片初接触，再调节直流电源输出电 流的大小控制铁芯处的磁场，从而改变磁流变胶泥作用于柔性橡胶片的法向作用力，使柔 性橡胶片夹紧工件。本柔性夹具结构、操作简单，易于维护。
[0013] 两夹持板由不导磁材料制成。在励磁线圈通电时，两夹持板不会被磁化产生磁场， 因此，施加在磁流变胶泥上的的磁场强度更容易控制，夹持的可靠性更高。固定夹持体焊接 固定在夹具座上，活动夹持体滑动配合于夹具座上设有的滑槽，活动夹持体的下部设有螺 纹孔，所述夹具座上轴向定位一螺杆，该螺杆与活动夹持体的螺纹孔螺纹配合，形成丝杆螺 母机构。转动丝杆螺母机构的螺杆，即可实现活动夹持体的线性移动。
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的结构示意图。
[0016] 附图中，1为磁流变胶泥，2为橡胶片，3为励磁线圈，4为铁芯，5为夹持板，6为夹 具座，7为直流电源,8为螺杆,9为固定夹持体,10为活动夹持体,11为滑槽,12为手柄。
【具体实施方式】
[0017] 参见图1，为基于磁流变胶泥的柔性夹具的一种实施例，包括夹具座6,该夹具座6 上分别设有固定夹持体9、活动夹持体10,所述固定夹持体9焊接固定在夹具座6上，所述 活动夹持体10滑动配合于夹具座6上设有的滑槽11，活动夹持体10的下部设有螺纹孔，所 述夹具座6上轴向定位一螺杆8,本实施例中，该螺杆8通过推力轴承支撑于夹具座6,夹具 座6内设有用于安装螺杆8的空腔。该螺杆8与活动夹持体10的螺纹孔螺纹配合，形成丝 杆螺母机构。进一步地，所述螺杆8的一端设有手柄12,便于转动螺杆8,使活动夹持体10 朝固定夹持体9移动。
[0018] 所述固定夹持体9、活动夹持体10上分别设有一铁芯4,两铁芯4均为长方体状， 两铁芯4位于同一轴心线上，便于夹持工件。各铁芯4上分别绕制励磁线圈3,各励磁线圈 3分别通过导线与直流电源7连接，所述两铁芯4的相向端分别固定一夹持板5,本实施例 中，所述两夹持板5分别粘接固定在所对应的铁芯4上，粘接方式固定不需要损坏夹持板5 以及铁芯4。所述两夹持板5由不导磁材料制成。进一步地，所述夹持板5的材料为铝合 金。两夹持板5的夹持面上设有相向对应的凹槽，所述两凹槽的深度均为5?10mm。两凹 槽内分别填充磁流变胶泥1，所述磁流变胶泥1由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成， 所述高分子聚合物基体的质量百分数为20%，羰基铁粉的质量百分数为80%。本实施例中， 高分子聚合物基体采用聚氨酯。各凹槽的开口分别通过一橡胶片2密封。所述两橡胶片2 的厚度均为〇· 5?1. 5mm。
[0019] 本发明不仅仅局限于上述实施例，在不背离本发明技术方案原则精神的情况下进 行些许改动的技术方案，应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种基于磁流变胶泥的柔性夹具，包括夹具座（6)，该夹具座（6)上分别设有固定夹 持体（9)、活动夹持体（10)，其特征在于：所述固定夹持体（9)、活动夹持体（10)上分别设有 一铁芯（4)，两铁芯（4)位于同一轴心线上，各铁芯（4)上分别绕制励磁线圈（3)，各励磁线 圈（3)分别通过导线与直流电源（7)连接，所述两铁芯（4)的相向端分别固定一夹持板（5)， 两夹持板（5 )的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽内分别填充磁流变胶泥（1 )，各凹槽 的开口分别通过一橡胶片（2)密封。
2. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述磁流变胶 泥（1)由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成，所述高分子聚合物基体的质量百分数为 20%，羰基铁粉的质量百分数为80%。
3. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述两凹槽的深 度均为5?10mm。
4. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述两橡胶片（2) 的厚度均为〇· 5?1. 5mm。
5. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述两夹持板（5) 由不导磁材料制成。
6. 根据权利要求5所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述夹持板（5)的 材料为错合金。
7. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述固定夹持体 (9)焊接固定在夹具座（6)上，所述活动夹持体（10)滑动配合于夹具座（6)上设有的滑槽 (11)，活动夹持体（10)的下部设有螺纹孔，所述夹具座（6)上轴向定位一螺杆（8)，该螺杆 (8)与活动夹持体（10)的螺纹孔螺纹配合，形成丝杆螺母机构。
8. 根据权利要求7所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述螺杆（8)的一 端设有手柄（12)。
9. 根据权利要求1所述的基于磁流变胶泥的柔性夹具，其特征在于：所述两夹持板（5) 分别粘接固定在所对应的铁芯（4)上。
【文档编号】B23Q3/15GK104084826SQ201410308168
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】居本祥, 张登友, 杨百炼, 唐锐 申请人:重庆材料研究院有限公司