采用电控永磁技术进行变力夹紧的方法及夹具与流程

本发明属于夹具夹持技术领域，尤其涉及一种可变力夹紧的方法及夹具。

背景技术：

夹具是机械加工领域中广泛应用的工装。随着机械加工行业的不断发展,夹具行业已经成为机械加工行业中的独立产业。为了确保工件加工质量，尤其对某些结构复杂、工艺严格、精度要求高而刚性小的薄壁零件或脆性零件加工时，需要控制夹具的夹紧力以适应切削力、接触力、摩擦力等力的变化，从而获得较高的加工质量。

薄壁零件或脆性零件加工过程中，因所要加工零件的不同位置所需的夹紧力不同，需要在线调整零件夹紧力的大小，以保证零件的加工质量。因此需要一种夹紧力可控的夹紧方法及夹具。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决因夹紧力不合理而引起的工件加工质量低的方法及夹具，即采用电控永磁技术进行变力夹紧的方法及夹具。

一种采用电控永磁技术进行变力夹紧的方法，该方法的具体内容是：

针对某些精度要求高而刚性小的薄壁零件或脆性零件，在工件定位后，给电控永磁吸盘短时间正向通电、断电，电控永磁吸盘整体处于充磁状态，电控永磁吸盘与被吸板在磁场的作用下产生磁吸力，带动钳口b及其连接部件移动并夹紧工件；根据零件加工工艺要求，通过控制脉冲电流正向通电、断电以及脉冲电流的大小或反向通电、断电以及脉冲电流的大小，从而调整电控永磁吸盘磁吸力的大小。在工件加工完成后，电控永磁吸盘整体短时反向通电、断电，使电控永磁吸盘处于退磁状态，松开工件，完成工件加工。

电控永磁吸盘由磁极单元组成，磁极单元主要由磁轭，铝镍钴，线圈，环氧树脂，钕铁硼，极芯等组成。线圈缠绕在铝镍钴上，通过控制通入线圈脉冲电流的方向和大小，产生不同方向和大小的磁化电磁场，从而控制铝镍钴的磁化程度，使铝镍钴得到不同方向和强度的工作磁场，并与钕铁硼产生的磁场相互叠加，进而控制磁极单元对外表现的磁场强度。

本发明应用在夹具夹持技术领域，采用电控永磁技术的方法解决零件加工时夹紧力控制的技术问题。本发明采用电控永磁技术进行夹紧的方法能提供一种结构简单、夹紧力精确的施加方案。电控永磁吸盘的磁吸力是由永磁体产生，而不是电磁场，不会出现在断电情况下磁场消失而导致工件脱落的状况发生。电控永磁吸盘的最大磁吸力可达每平方厘米15公斤力以上，磁吸力强劲，而且可以保持长时间稳定。电控永磁吸盘的工作状态改变是通过改变脉冲电流实现，在1秒以内就可以完成充磁或退磁状态转换。电控永磁技术应用于工件变力夹紧时，可以极大的提高生产柔性，有效的解决薄壁或脆性零件加工时夹紧力控制的技术问题。

本发明提出这种新的变力夹紧方法，主要是在夹具上安装电控永磁吸盘装置,该装置结构紧凑简单,便于操作控制,且对工作环境无特殊要求；电控永磁盘装置主要依靠直流脉冲电流控制电控永磁吸盘磁路的磁感线分布，对外表现充磁或退磁现象。电控永磁吸盘在短时正向通电、断电时产生磁吸力吸住被吸板进而夹紧工件，当加工完成后，对电控永磁吸盘短时反向通电、断电，这时发生消磁作用，吸盘的磁力消失；将电控永磁吸盘用于工件夹紧能够很方便的通过改变电流大小和方向控制夹紧力的大小。电控永磁吸盘具有能耗小、吸力强劲、工作安全可靠、效率高等优点，为变力夹紧提供一种新方法。

一种采用电控永磁技术的变力夹具：

电控永磁夹具主要包括夹具体和电控永磁夹紧装置。电控永磁夹紧装置的丝杠轴穿过夹具体两个侧面的通孔。电控永磁夹紧装置的轴承端盖通过螺钉a和螺钉d与夹具体的两个侧面固定连接，被吸板通过螺钉e固定安装在夹具体上。

在夹具体的两个侧面设有通孔，夹具体的内部设有左滑道和右滑道，在两个滑道之间设有支撑板。轴承置于夹具体的两个侧面的通孔内。

电控永磁夹紧装置包括螺钉a、转动手柄、轴承端盖a、轴承a、丝杠轴、螺钉b、钳口a、v型块a、v型块b、卸料螺钉、被吸板、电控永磁吸盘、钳口b、螺钉c、轴承b、轴承端盖b、螺钉d、弹簧、台肩、螺钉e。在丝杠轴的一端套接转动手柄，丝杠轴上的两端设有轴承端盖。在两个轴承端盖的内侧设有轴承。在丝杠轴上、夹具体两个侧面之间，钳口a通过连接在丝杠轴上，钳口b套接在丝杠轴上，钳口a和钳口b的钳口相对，钳口a在夹具体左滑道上滑动，钳口b在夹具体右滑道上滑动。钳口a和v型块a之间通过螺钉b固定。在钳口a和钳口b之间设有台肩，台肩和弹簧套接在丝杠轴上。弹簧的一端与台肩相接触，弹簧的另一端与钳口b的内侧相接触。钳口b与电控永磁吸盘之间通过螺钉c固定连接，卸料螺钉穿过电控永磁吸盘和被吸板，卸料螺钉的螺纹端固定在v型块b的内部，v型块b与被吸板之间有空隙。被吸板套接在丝杠轴上并通过螺钉e固定在夹具体上。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优点：

1、通过改变充退磁电流，可以实现变力夹紧。

2、本发明采用电控永磁技术的方法夹紧工件，工作安全可靠能耗低。

3、本发明与气压和液压夹紧系统相比，不需要更多的辅助设备，结构简单、紧凑、经济实用。

4、本发明的电控永磁夹具可夹持非铁磁性材料，扩大了电控永磁技术的应用范围。

5、本发明与现有的夹具结构相近，便于推广使用。

附图说明

图1为电控永磁夹具主视图；

图2磁极单元局部放大图；

图3为电控永磁夹具b向视图；

图4为夹具体轴二测图。

图中：1-螺钉a，2-转动手柄，3-轴承端盖a，4-轴承a，5-夹具体，6-丝杠轴，7-螺钉b，8-钳口a，9-v型块a，10-工件，11-v型块b，12-卸料螺钉，13-被吸板，14-电控永磁吸盘，15-钳口b，16-螺钉c，17-轴承b，18-轴承端盖b，19-螺钉d，20-弹簧，21-台肩，22-螺钉e，23-右滑道，24-左滑道，14-1磁轭，14-2铝镍钴，14-3线圈，14-4环氧树脂，14-5钕铁硼，14-6极芯。

具体实施方式

一种采用电控永磁技术进行夹紧的方法，该方法的具体内容是：

针对某些精度要求高而刚性小的薄壁零件或脆性零件，在工件定位后，给电控永磁吸盘短时正向通电、断电，电控永磁吸盘整体处于充磁状态，电控永磁吸盘与被吸板在磁场的作用下产生磁吸力，带动钳口b15及其连接部件移动并夹紧工件；根据零件加工工艺要求，通过控制脉冲电流正向短时通电、断电以及脉冲电流的大小或反向短时通电、断电以及脉冲电流的大小，从而调整电控永磁吸盘磁吸力的大小。在工件加工完成后，电控永磁吸盘整体反向短时通电、断电，使电控永磁吸盘处于退磁状态，松开工件，完成加工。

电控永磁吸盘14由磁极单元组成，磁极单元主要由磁轭14-1，铝镍钴14-2，线圈14-3，环氧树脂14-4，钕铁硼14-5，极芯14-6组成。线圈14-3缠绕在铝镍钴14-2上，通过控制通入线圈脉冲电流的方向和大小，产生不同方向和大小的磁化电磁场，从而控制铝镍钴的磁化程度，使铝镍钴得到不同方向和强度的工作磁场，并与钕铁硼产生的磁场相互叠加，进而控制磁极单元对外表现的磁场强度。

一种采用电控永磁技术的变力夹具：

在图1至图4所示的本发明示意简图中，电控永磁夹紧装置的丝杠轴穿过夹具体5两个侧面的通孔。电控永磁夹具的两个轴承端盖通过螺钉a1和螺钉d19与夹具体5的两个侧面固定连接，被吸板通过螺钉e22固定安装在夹具体5上。

在夹具体5的两个侧面设有通孔。在夹具体的内部设有左滑道23和右滑道24，在两个滑道之间设有一个支撑板。轴承a4和轴承b17分别置于夹具体5的两个侧面的通孔内。

电控永磁夹紧装置包括螺钉a1、转动手柄2、轴承端盖a3、轴承a4、丝杠轴6、螺钉b7、钳口a8、v型块a9、v型块b11、卸料螺钉12、被吸板13、电控永磁吸盘14、钳口b15、螺钉c16、轴承b17、轴承端盖b18、螺钉d19、弹簧20、台肩21、螺钉e22。在丝杠轴6的一端套接转动手柄2，丝杠轴6上的两端设有轴承端盖a3与轴承端盖b18。在轴承端盖的内侧设有轴承a4和轴承b17。在丝杠轴6上、夹具体5两个侧面之间，钳口a8通过螺纹连接在丝杠轴上，钳口b15套接在丝杠轴上，钳口a8在夹具体左滑道23上滑动，钳口b15在夹具体在右滑道上滑动，钳口a8和钳口b15的钳口相对。钳口a8和v型块a9之间通过螺钉b7固定。在钳口a8和钳口b15之间设有台肩21，台肩21和弹簧20套接在丝杠轴6上。弹簧20的一端与台肩21相接触，弹簧20的另一端与钳口b15的内侧相接触。钳口b15与电控永磁吸盘14之间固定连接，卸料螺钉12穿过电控永磁吸盘14和被吸板13，卸料螺钉12的螺纹端固定在v型块b11的内部，v型块b11与被吸板13之间有空隙。被吸板13套接在丝杠轴6上并通过螺钉e22固定在夹具体上。