专利名称：开关式永久磁性工作台夹具系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关式永久磁性工作台夹具系统，其主要是提供一种可以组合多个磁力座的开关式永久磁性工作台，特别是针对磁性的增强与重量的减轻所作的夹具系统，借以取代目前传统常用的虎钳、夹具、电磁盘、永久磁盘。
背景技术：
综观传统常用于CNC中心切削机、铣床、磨床等加工机的夹具系统沿革，包括早期的虎钳、夹具，以及近年来常用的电磁盘、永久磁盘。
但早期的虎钳、夹具等系统，所面临的问题在于一、于压合处与夹持的部位，无法进行加工，故仅能进行单面加工，无法进行五面加工。
二、利用虎钳或夹具将工件物夹住固定的操作步骤麻烦，尤其夹具的操作过程更显繁杂。
三、利用虎钳夹持工件物，易使工件物变形，影响加工精确度，而且必须使用校正规校正基准面，定位上比较麻烦。
而近年来常用的一种电磁盘1，请配合参阅图1所示，是将所述电磁盘1固定于CNC中心切削机、铣床、磨床等加工机的基座上，通过通上电流后，使该电磁盘1的端面产生有磁场吸力而可将工件物放置于上予以吸附定位，则可以对该工件物的表面进行磨平、铣槽等加工，解决常用以夹具或是虎钳将工件物固定于加工机的基座上时，于压合处与夹持的部位，无法进行加工的缺陷。
但目前常用的电磁盘1，却仍然存在下列几项尚待克服解决的问题与缺陷一、必须配合整流器用以将交流电改为直流电，以及UPS不断电系统以预防突然停电的情况。
二、为了避免勾到其所牵连的电线，因此仅可对工作物的表面进行研磨与铣平等加工动作，而无法对工件物的四周侧面加工，更无法进行钻孔或铣切槽孔的动作。
三、容易因为温升的问题，造成电磁盘的吸引面变形，影响加工时的精确度。
四、该电磁盘装置，因为所能提供的吸附力有限，因此仅可供吸附预定大小的工件物，一旦工件物太大则无法使用。
而图2所示的一永久磁盘2，则是于其基座内部间隔排列有多个呈扁薄状的小磁铁块(图中未示出)，再于各列小磁铁块之间设以不导磁的铝或铜材金属(图中未示)，使组合后其各列小磁铁块磁极呈一列N极、一列为S极间隔排列的型态，而于各列磁极跨过该铜材或铝材金属时形成一磁场，具有磁吸力可以吸附具导磁性的工件物，所述永久磁盘2不须通电，所以不须如上述电磁盘配合整流器用以将交流电改为直流电，以及UPS不断电系统以预防突然停电的情况。
但是，该永久磁盘2在实际应用上，却仍然存在下列几项尚待克服解决的问题与缺陷一、该永久磁盘是由数个小磁铁块提供产生吸力，其吸力较小无法吸附较大型的工件。
二、因为工件物M是承置于所述盘体的上方(如图3所示)，为避免于加工时会伤及该永久磁盘，因此仅可对工作物的表面进行研磨与铣平等加工动作，而无法对工件物的四周侧面加工，更无法进行钻孔或铣切槽孔的加工动作。
发明内容
本实用新型的主要目的即在提供一种开关式永久磁性工作台夹具系统，其具有可缩减磁力座的体积与重量，并获致更强的磁力。
本实用新型的另一目的在于提供一种开关式永久磁性工作台夹具系统，其具有可对工件物的表面以及四周侧面进行研磨与铣削等加工动作。
本实用新型的再一目的在于提供一种开关式永久磁性工作台夹具系统，其具有可对工件物进行钻孔与铣切槽孔的动作。
本实用新型的又一目的在于提供一种开关式永久磁性工作台夹具系统，其可配合有多组磁力座，提供较大的吸附力，以供较大的工件物使用。
本实用新型解决问题所应用的技术手段在于提供了一种开关式永久磁性工作台夹具系统，该系统的磁力座包含一基座，以非导磁性的铁材质(诸如不锈钢等)制成具有预定大小的座体；二面板，以导磁材质的轭铁制成，设置于该本体的二导磁轭铁上方，可构成一平整的吸引面，供工件物置放并被吸附；一磁极组件，是由二具不同磁极且呈半圆柱状的导磁轭铁相隔适当距离，并用非导磁性的介质组件结合成一体，可容置于本体的圆形内孔中，该第一永久磁铁是由数块扁薄状磁石拼接而成，并使组合后的磁极N、S极分别贴覆于二导磁轭铁的平整面；一本体，以二具不同磁极的导磁轭铁相隔适当距离，并用非导磁性的介质组件结合成一体，可容置于该基座的上方，各该导磁轭铁的一侧边并分别具有一内凹半圆形孔，使于该二导磁轭铁的接合面可以形成有一圆形的内孔，该本体的二导磁轭铁间的方形内孔设有第二永久磁铁，并使组合后的磁极分别贴覆于二导磁轭铁的平整面，该第二永久磁铁的磁场强度总合相等于第一永久磁铁，同时该本体的二导磁轭铁下方的两边削去设制成二阶面，使本体的二导磁轭铁上方具有比下方更大的导磁面积，将最强磁力完全汇集于上方的吸引部，而无磁阻的损耗；二介质组件，系以铜或不锈钢等非导磁的材质制成，用以连结本体与磁极组件，区隔该磁极组件与本体其第一、第二永久磁铁的磁极路线，使该第一、第二永久磁铁的磁力仅可以由该本体的顶、底面跨越该介质组件，而于该面板上构成一磁场，该介质组件在相对于该磁极组件外部的前、后接轴中心设有凸套件，可供扳手工具及连接件套设；当第一、第二永久磁铁的N极、S极为同侧时，二导磁轭铁的磁力为两者相加的总合，当第一、第二永久磁铁的N极、S极为反侧时，二导磁轭铁的磁力为两者相减的抵消。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中该本体的二导磁轭铁外侧设有高硬度的耐磨耗板。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中该本体的二导磁轭铁的吸引部设有高硬度的耐磨耗柱。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中该本体的二导磁轭铁的吸引部设有螺孔，可供锁设二导磁性的面板。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中该第一、第二永久磁铁系采用稀土类异方性永久磁铁制成的钕铁硼磁石。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中该磁力座至少在相邻的二耐磨耗板侧边锁设二定位板，做为工件物吸附时定位用。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中用以连结本体与磁极组件的介质组件包含一前面板及一前接轴，该前面板与前接轴之间设有对应的定位件与半圆形定位槽，让定位件可以随着磁极组件做正反各一百八度的旋转，由定位件定位于半圆形定位槽左右两边的开、关位置，而改变其磁极的位置。
所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其中一连接件顶持于该二磁力座之间，提供连结的作用。
本实用新型的磁力座的柱状磁极组件与本体分别是由二个不同磁极的导磁轭铁所组成，同时分别在柱状磁极组件与本体二个导磁轭铁的平整面设置磁场强度相等的第一永久磁铁与第二永久磁铁，使第一永久磁铁与第二永久磁铁的磁能机可以分别地百分之百的导磁于柱状磁极组件与本体的二导磁轭铁，让磁力座在吸磁状态时的磁力增加将近一倍左右。
本实用新型提供了一种可以有效缩减磁力座的体积与重量，并获致更强的磁力的一开关式永久磁性工作台夹具系统。
图1为常用电磁式磁盘的立体外观示意图。
图2为常用永久磁盘的立体外观示意图。
图3为常用电磁式磁盘与永久磁盘的使用示意图。
图4为本实用新型的立体组合示意图。
图5为本实用新型的立体分解示意图。
图6为本实用新型前视的剖面组合示意图。
图7为本实用新型俯视的剖面组合示意图。
图8为本实用新型吸磁状态的使用示意图。
图9为本实用新型消磁状态的使用示意图。
图10为本实用新型适用于大型工件物的使用状态示意图。
图11为本实用新型适用于工件物钻孔的使用状态示意图。
图12为本实用新型适用于一次多个小型工件物的使用状态示意图。
图13为本实用新型配合直式夹具的平面组合示意图。
图14为本实用新型适用于卧式加工的使用状态示意图一。
图15为本实用新型适用于卧式加工的使用状态示意图二。
图16为本实用新型适用于立式加工的使用状态示意图一。
图17为本实用新型适用于立式加工的使用状态示意图二。
其中，附图标记说明如下1 电磁盘2 永久磁盘 2A 小磁铁块10 基座 11 鱼眼孔12 非导磁性埋头螺丝20 面板30 本体 30A 导磁轭铁30B 导磁轭铁 31 圆形内孔31A 内凹半圆形孔 31B 内凹半圆形孔32 耐磨耗板 33A 吸引部33B 吸引部34 耐磨耗柱35 螺孔 36 方形内孔36A 平整面36B 平整面37 阶面 P埋头螺丝40 磁极组件 40A 导磁轭铁40B 导磁轭铁A1、A2～A12第一永久磁铁B1、B2～B6第二永久磁铁50 非导磁性介质组件 51 螺栓
52 前面板 52A 半圆形定位槽53 后面板 54 上盖板55 下盖板 56 组合套筒60 非导磁性介质组件61 螺栓62 前接轴 62A 凸套件62B定位件 63A 凸套件64 上盖板65 下盖板 66 轴心套筒67 轴心套筒68 连结件70 治具71 直式夹具80 工作台 81 T型滑槽90 定位板具体实施方式
为深入了解本实用新型的构造内容以及所能达到的功能效益，在此列举一具体实施例，并配合附图详细介绍说明如下一种开关式永久磁性工作台夹具系统，敬请参阅图4、图5所示其为本实用新型立体组合与立体分解示意图。与图6、图7所示其为本实用新型前视、俯视的剖面组合示意图。本实用新型的磁力座包括一基座10、一面板20、一本体30、一磁极组件40、二介质组件50、60；其中该基座10以含碳量较低而不具导磁性的铁材材质，诸如不锈钢等制成，该基座10底面设有若干个鱼眼孔11，方能通过非导磁性埋头螺丝12(如不锈钢材质)锁设于本体30底部，用以隔绝磁场由该基座10的底面部位形成，借以避免将磁力传导至供该基座10承放的工作母机上，该基座10可由治具70固定于工作母机其工作台80的T型滑槽81上；该面板20是以导磁材质的轭铁制成，左、右各一，设置于该本体30的二导磁轭铁30A、30B上方，可构成一平整的吸引面，可供具有导磁性的铁质基材构成的工件物M承置于上并被吸附定位；该本体30是将二呈长矩形状且磁极不相同(一为N极、一为S极)的导磁轭铁30A、30B相隔适当距离，并利用非导磁性的介质组件50结合成一体，图中所示非导磁性的介质组件50包括不锈钢材质制成的螺栓51，以及前、后面板52、53(可由铝质材料制成)、上下盖板54、55(可由铝质材料制成)、中间的组合套筒56(可由铜质材料制成)，该二导磁轭铁30A、30B相对的内侧边并分别具有一内凹半圆形孔31A、31B，使于本体20中央横向形成一圆形内孔31，可供柱状的磁极组件40插入；该本体30的二导磁轭铁30A、30B是由含碳量低的软铁材料制成，硬度较低，容易被工件物M刮伤变形，故在导磁轭铁30A、30B外侧设有高硬度的耐磨耗板32，借以保护本体30免于刮伤变形，同时在该二导磁轭铁30A、30B的吸引部33A、33B设有高硬度的耐磨耗柱34，借以维持吸引部33A、33B的基准面，该二导磁轭铁30A、30B的吸引部33A、33B设有螺孔35，可用埋头螺丝P锁设二导磁性的面板20；该磁极组件40是设呈圆柱状而恰得以容置于该本体30的内孔31中，其是由第一永久磁铁A1、A2～A12以及二具不同磁极(一为N极、一为S极)的导磁轭铁40A、40B组成，该第一永久磁铁A1、A2～A12是由十二块扁薄状磁石拼接而成，该磁石采用稀土类异方性永久磁铁制成，称为钕铁硼磁石(N35)，并使组合后的磁极N、S极分别贴覆于二导磁轭铁40A、40B的平整面，当该二导磁轭铁40A、40B予以贴覆，其磁力则形成完全且有效地传导至两导磁轭铁40A、40B，再藉由两导磁轭铁40A、40B的外周面与本体30的二导磁轭铁30A、30B的圆形内孔31分别呈完全的贴合，同时该磁极组件40下方，在本体30的二导磁轭铁30A、30B的方形内孔36设置有第二永久磁铁B1、B2～B6，并使组合后的磁极N、S极分别贴覆于二导磁轭铁30A、30B的平整面36A、36B，该第二永久磁铁B1、B2～B6的磁场强度总合相等于第一永久磁铁A1、A2～A12，故其第一永久磁铁A1、A2～A12的磁力可以直接完全传导至本体30的二导磁轭铁30A、30B，而第二永久磁铁B1、B2～B6的磁力则可经由磁极组件40的二导磁轭铁40A、40B间接完全地传导至本体30的二导磁轭铁30A、30B，该本体30的二导磁轭铁30A、30B下方的两边是削去设制成二阶面37，使该本体30的二导磁轭铁30A、30B上方具有比下方更大的导磁面积，将最强磁力完全汇集于其吸引部33A、33B，而无磁阻的损耗；该磁极组件40是将二导磁轭铁40A、40B相隔适当距离，且通过一非导磁性的介质组件结合成一体，图中所示非导磁性的介质组件60包括不锈钢材质制成的螺丝61，以及前、后接轴62、63(可由不锈钢材质制成)与上、下盖板64、65(可由不锈钢材质制成)，该前、后接轴62、63分别套设有轴心套筒66、67(可由铜质材料制成)，该轴心套筒66、67外径与本体30的圆形内孔31内径吻合，而该磁极组件40外径则略小于本体30的圆形内孔31内径，该前接轴62中心设有凸套件62A，可供扳手工具(图中未示)套设，借以拨转该磁极组件40旋动之用，该前接轴62径向设有定位件62B，同时配合在前面板52设有半圆形定位槽52A，让定位件62B可以随着前接轴62做正反各一百八十度的旋转，由定位件62B定位于半圆形定位槽52A左右两边的开、关位置，而改变其磁极的位置，该后接轴63中心设有凸套件63A，可以通过连结件68，以二个一组无限延伸呈具有多组磁力座的型态，其中第二组后接轴63的凸套件63A可免。
通过上述各组件结构所组合而成的本实用新型，是在提供一种开关式永久磁性工作台夹具系统，在实际操作应用上，敬请参阅图8所示其为本实用新型吸磁状态的使用示意图。当第一磁性体A1、A2～A12与第二磁性体B1、B2～B6的N极、S极为同侧时，本体30的二导磁轭铁30A、30B磁力为两者相加的总合，所以吸磁状态时的磁力最强。
敬请参阅图9所示其为本实用新型消磁状态的使用示意图。当第一磁性体A1、A2～A12与第二磁性体B1、B2～B6的N极、S极为反侧时，本体30的二导磁轭铁30A、30B因为N极、S极的磁力相互抵消而为零，所以在不吸磁状态时可以确实消磁。
再者，敬请参阅图10所示其为本实用新型适用于大型工件物的使用状态示意图。如图中所示，以三个连结件68，将二排六个具有磁性吸引作用的磁性座组合起来，以扩大变成一较大的吸引面，提供较大的磁吸力(当然各该磁力座亦须借治具70固定于工作母机其工作台80的T型滑槽81上定位)，可供吸附定位大型工件物M，以CNC中心切削加工机、铣床、磨床等加工机于重加工时使用，去除常用永久磁盘与电磁盘单一结构装置其大小受到限制，而其吸力较小无法供大型工件物M承置吸附定位的缺陷；而，本实用新型的磁力座与连结件68可以扩充组合成相当大的磁盘装置，不须插电不用配备整流器与UPS不断电系统，降低许多成本，并且没有电线的牵连限制，因此可以对工件物M的表面及四周侧进行加工。
敬请参阅图11所示其为本实用新型适用于工件物钻孔的使用状态示意图。该板面20为消耗品，可供进行钻设孔洞或铣设槽孔，只要将工件物M吸附于板面20处，就可以解决常用不论是永久式磁盘或是电磁磁盘无法供钻孔使用的缺陷。
敬请参阅图12所示其为本实用新型适用于一次多个小型工件物的使用状态示意图。如图中所示，以五个连结件68，将二排十个具有磁性吸引作用的磁性座组合起来(当然各该磁力座亦须借治具70固定于工作母机其工作台80的T型滑槽81上定位)，每一个磁力座至少在相邻二侧的耐磨耗板32边锁设二定位板90，每一个磁性座均可提供一个小型工件物M吸附定位，就可以同时加工十个小型工件物M。
敬请参阅图13所示它是本实用新型配合直式夹具的平面组合示意图。本实用新型所提供的磁力座，可以利用治具70设置在直式夹具71上，除了适用于一般的卧式加工(如图14、15所示)之外，还可以适用于立式加工(如图16、17所示)。
综上所述，本实用新型提供了一种开关式永久磁性工作台夹具系统，经过实际制做完成以及反复操作测试之后，证实的确可以达到本实用新型所预期的功能效益。
权利要求1.一种开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于包括至少一磁力座，该磁力座包含一基座，以非导磁性的铁材质制成具有预定大小的座体；一磁极组件，是由二具不同磁极且呈半圆柱状的导磁轭铁相隔适当距离，并用非导磁性的介质组件结合成一体，该二导磁轭铁间设有第一永久磁铁，其是由数块扁薄状磁石拼接而成，并使组合后的磁极N、S极分别贴覆于二导磁轭铁的平整面；一本体，以二具不同磁极的导磁轭铁相隔适当距离，并用非导磁性的介质组件结合成一体，可容置于该基座的上方，各该导磁轭铁的一侧边并分别具有一内凹半圆形孔，使该二导磁轭铁的接合面形成有一圆形的内孔，该本体的二导磁轭铁间的方形内孔设有第二永久磁铁，并使组合后的磁极分别贴覆于二导磁轭铁的平整面，该第二永久磁铁的磁场强度总合相等于该第一永久磁铁，同时该本体的二导磁轭铁下方的两边是削去设制成二阶面，使本体的二导磁轭铁上方具有比下方更大的导磁面积，将最强磁力完全汇集于上方的吸引部，该磁极组件容置于该本体的圆形内孔中；二面板，是以导磁材质的轭铁制成，设置于该本体的二导磁轭铁上方，可构成一平整的供工件物置放并被吸附的吸引面；二介质组件，是以铜或不锈钢的非导磁的材质制成，用以连结本体与磁极组件，区隔该磁极组件与本体其第一、第二永久磁铁的磁极路线，使该第一、第二永久磁铁的磁力仅可以由该本体的顶、底面跨越该介质组件，而于该面板上构成一磁场，该介质组件在相对于该磁极组件外部的前、后接轴中心设有凸套件，可供扳手工具及连接件套设。
2.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于该本体的二导磁轭铁外侧设有高硬度的耐磨耗板。
3.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于该本体的二导磁轭铁的吸引部设有高硬度的耐磨耗柱。
4.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于该本体的二导磁轭铁的吸引部设有螺孔，可供锁设二导磁性的面板。
5.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于该第一、第二永久磁铁是采用稀土类异方性永久磁铁制成的钕铁硼磁石。
6.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于该磁力座至少在相邻的二耐磨耗板侧边锁设有为工件物吸附时定位的二定位板。
7.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于用以连结本体与磁极组件的介质组件包含一前面板及一前接轴，该前面板与前接轴之间设有对应的定位件与半圆形定位槽，让定位件可以随着磁极组件做正反各一百八十度的旋转，由定位件定位于半圆形定位槽左右两边的开、关位置，而改变其磁极的位置。
8.如权利要求1所述的开关式永久磁性工作台夹具系统，其特征在于还包括一提供连结作用的连接件，其顶持于该二磁力座之间。
专利摘要一种开关式永久磁性工作台夹具系统，尤指应用在中心切削加工机的工作台夹具系统，该系统的磁力座底部为非导磁性的基座，可由治具固定于工作台，该磁力座外部是由二个不同磁极导磁轭体组成的本体，该磁力座的本体内部是在中央内孔中容设由二个不同磁极的导磁轭体及第一永久磁铁组成的柱状磁极组件，该磁力座顶部是在本体外表设置具有导磁性的板面，该本体在对应于柱状磁极组件的第一永久磁铁处另外设有磁场强度相等的第二永久磁铁，当第一与第二永久磁铁的N极、S极为同侧时，磁力为两者相加的总合，当第一与第二永久磁铁的N极、S极为反侧时，磁力相互抵消为零，达到吸磁状态时的磁力最强。
文档编号B23Q3/06GK2709091SQ20042006786
公开日2005年7月13日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者王木铨 申请人:仪辰企业股份有限公司