电永磁磁力夹紧系统的应用及发展.docx

毕 业 设 计题目 电永磁磁力夹紧系统的应用及发展系 别： 机械工程系专 业: 机电一体化年级班级： 2009级机电一体化一班 姓 名： 陈茂纯学 号： 0908041126指导教师： 黄继贤职 称： 高级工程师2012年 4 月 10日电永磁磁力夹紧系统的应用及发展夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类:按使用特点可分为：万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、吸盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种 标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。除虎钳、卡盘、分度头和回转工作台之类，还有一个更普遍的叫刀柄，一般说来，刀具夹具这个词同时出现时，大多这个夹具指的就是刀柄。机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。（1）按专门化程度分类1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。（2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。（3）按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。3.机床夹具的组成(1)定位元件它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。(2)夹紧装置用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。(3)对刀、引导元件或装置这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。(4)连接元件使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。(5)夹具体用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。(6)其它元件及装置有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。车床夹具在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式（心轴式）、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式等。1.定心式车床夹具：在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。2角铁式车床夹具：在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。3花盘式车床夹具：这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个t形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 三坐标夹具使用在测量机上，利用其模块化的支持和参考装置，完成对所测工件的柔性固定。该装置，能够进行自动编程，实现对工件的支撑，并可建立无限的工件配置参考点。先进的专用软件，能够直接通过工件的几何数据，在几秒钟之内产生工件的装夹程序。柔性模块快速而有效，可完成各种复杂型面工件的固定和夹紧，而不需要额外的成本。根据客户需求，我公司可依据实际情况定制专用夹具。万能柔性三坐标夹具主体部分-装夹平板，可以充分保护大理石平台精度，避免工件直接接触大理石工作台，延长其使用寿命；万能柔性三坐标夹具只要通过一些简单的组合，可以实现多种产品和较复杂产品的装夹，可以为用户省去那些专用夹具设计制作资金，更好的节省生产成本，提升企业收益率与市场竞争力；可实现精确的重复定位，主体安装板的每个孔及夹具组成部件都有代号，每种工件的装夹方式都可以用这些代号制作成记事本记录下来，方便以后测量使用，能够为用户最大限度减少装夹时间、提高工作效率，以及提供可靠的装夹方式，最大限度减少测量误差，为准确的测量数据奠定基础；铣床夹具铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花键及各种成型面，是最常用的夹具之一。主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大，因此铣床夹具的夹紧力要求较大，夹具刚度、强度要求都比较高。按铣削时的进给方式，可将铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种。1、直线进给式：这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。2、圆周进给式：多用在有回转工作台或回转鼓轮的铣床上依靠回转台或鼓轮的旋转将工件顺序送入铣床的加工区域。3、靠模进给式：用于专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动。均安装在铣床工作台上，随机床工作台作进给运动。主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大，因此铣床夹具的夹紧力要求较大，夹具刚度、强度要求都比较高。 电永磁吸盘是指依靠永磁磁钢产生吸力，用激磁线圈对磁钢的吸力进行控制，起到吸力开关作用的吸盘。优点：精度高，无热变形，节能。分类：主要有普通矩形电永磁吸盘、强力矩形电永磁吸盘、圆形电永磁吸盘等三类。 电控永磁吸盘 虎钳下面我们主要介绍和讲解是铣床夹具中比较有发展前景的电控永磁吸盘电控永磁吸盘主要特点：1.磁力强大，加工精度高。台面最大吸力13-18kg/cm;，是普通磁力吸盘的2倍左右，确保工件装夹牢固不会出现划移拉伤，由于加工过程不需要供电，所以本产品不存在热变形现象，有效地保证了加工精度1. 2.安全，强劲，节能，环保。电永磁吸盘在工作过程中不需要电能，只靠永磁吸力吸持工件，避免了电磁系统在突然断电和脱线损坏使磁力丧失而出现工件脱落的危险。由于电永磁吸盘只是在充磁和消磁过程的1-2秒内使用电能，工作中不使用任何能源而产生安全、强劲、高效的力量，既经济，又环保。电永磁吸盘介绍：电永磁技术的创新和quadsystem的专利使得电永磁系统确保力量强大、绝对安全、长期稳定。双磁路转换系统包含一系列独立的、以棋盘方式布置、能转换n/s的方形磁极，通过众多磁体缝隙网格，使得磁力线在水平平面区域内流动而产生高聚集力。产生的夹紧力使工件固定，与切削力的方向无关，也不受工件厚度限制。“neutral crown”指引磁力线完全作用在活性表面，确保最佳效能并与其他模块完全绝缘。电能只是在冲磁（mag激活）和去磁（demag释放）阶段被使用几秒钟：在加工过程中，工件只由高能永久磁体产生的力量来固定。这一磁力环绕于每个方形磁极的5面。这一系统不受可能出现的电源故障影响，因此在本质上保证安全。没有能耗、节省能源，装夹面保持“冷”状态，无变形和缩涨。磁力保持永久恒定。 电永磁吸盘只是在充磁和退磁过程的瞬间使用电能，工作中不使用任何电能，产生安全、强劲、高效的吸力且节能95%以上。省却了传统机械、液压、气压夹具中的电、液、气路及蓄能器的配置，避免油、气的泄露及夹紧螺栓的疲劳损伤以及由此带来的不安全隐患，同时节省了能源，即经济又环保。电控永磁磁盘的功能简介 用于装夹各种形状和尺寸的铁质工件突破传统局限，即使是最先进的机床也经常由于传统装夹系统的局限而不能充分发挥作用。实际上，用虎钳和夹板来装夹工件并执行预期加工时，工件总是受到约束，因此必须进行多次定位装夹才能实现全部加工，严重影响生产效率。而且，传统的机械装夹系统经常会降低结构强度、产生变形，在加工过程中出现的问题，难以达到所需公差要求。 工件不受约束，夹紧力均匀使用磁力装夹系统可使工件定位于磁力表面，即可作为机械基准，又可作为装夹区域。夹紧力均匀分布于整个接触面，工件无夹压变形，保持全面开放状态，一次装夹可完成全部加工。由于没有任何障碍和约束，加工能力可以得到最好的发挥。无振动可使切削量、刀具寿命长、粗糙度提高、精度更加完美。 自动调整垫片成为现实浮动磁垫是一种创新和独特的技术解决方案，适应不规则或弯曲表面工件的夹紧。应用quadsystem super-quad 磁路，即使是对较大高度的磁垫也能产生强大的吸力，柔性磁力底座可自动调整被装夹的工件，稳定而不变形。标准的方案是用3个固定的磁垫和适量的浮动磁垫，紧固于发生磁极上，以便形成与工件最好的接触面。一旦夹紧，磁垫全部支撑与工件底部，强劲的磁流使磁垫涨紧，与工件形成一个坚如磐石的整体。自调整磁垫的上半部可在斜面上移动，两部分彼此晈合安装，避免夹紧过程中轴向或径向移动。吸盘所配的磁垫的种类及图案不可能的事情变得简单容易快速、全面细微自动垫平工件、夹紧在全面接触面上无变形夹紧一次定位加工即可达到大面积高平面度快速应力释放可进行轮廓和通孔加工延长磁力表面的工作寿命我们磁盘的特点优势：柔性 实现5面加工 全行程使用 工件可大于台面 独特加工简化cnc或fms编程经济有限的投资，无须维护，无须改变机床和生产线，降低刀具消耗，高价值，安全恒定集中的夹紧力，夹紧状态下无需电力，无磁力线散射， 无干涉高效简易快速装卸，大大降低停机时间，易于连接cad/cam系统，磁力强大，加工精度高，生态友好兼容，无能耗，无污染主要型号：np50型号用途：适用于中等大小工件铣削时的吸持特点：方形磁极5050 mm 每个磁极磁力超过350公斤 电永磁技术，没有热变形 由整块钢材加工出来，具有良好的刚性 配合固定磁垫的使用，可实现吸持一面加工五面 配合浮动磁垫的使用，可实现无形变吸持 33033060 ：16个磁极，配合小控制器 35038060 ：20个磁极，配合大控制器注：np50方型磁极50*50mm 单格磁力350公斤吸力,质保五年。 加工工件面100mm100mm以上均可吸持。np70型号用途：适用于大型工件铣削时的吸持特点：方形磁极7070 mm每个磁极磁力超过690公斤电永磁技术，没有热变形由整块钢材加工出来，具有良好的刚性配合固定磁垫的使用，可实现吸持一面加工五面配合浮动磁垫的使用，可实现无形变吸持410*410*60:16个磁极配合大控制器电控永磁吸盘示意图电永磁吸盘的应用领域：1.数控机床及加工中心用：棋格型和条形电永磁吸盘。 2.加工导轨用：超强力电永磁吸盘。 3.车床盘形件用：车用电永磁吸盘。 4.大型钢板的搬运 与切割机的喂料：重型，中型和轻型吊装用电永磁起重器。 5.汽车轮船行业及各种生产线自动线的抓取机械:小型及微型电永磁起重器。 主要用途：1.金属切削加工、快速换模（注塑机、陶瓷干压机）、磁力起重。 2.金属切削加工包括车削、铣削、磨削、刨削、钻削等，既适合普通机床应用，也适合加工中心应用，不需要改变机床原有结构。因这些设备的市场保有量很大，具有广阔的市场前景。 3.快速换模包括注塑机、陶瓷干压机等，省去了诸多的调整工作，换模速度极快。生产配有电永磁吸盘的注塑机利润空间陡然增加，且深受用户的青睐。 4.起重搬运：对于单张钢板的吊运尤其汽车车桥、汽车底盘、集装箱轮船制造等领域，要求对钢板平吊平放，且要求单张钢板起吊不粘连。电永磁起重系统的特性恰恰适用于以上工况。 5.焊接夹持： 各类管道以及钢板拼接需要夹持具将其加紧定位，然后才能焊接。电永磁夹具靠其强大的吸力，以及操作使用可靠简便等特点比其他各类夹具性能上更胜一筹。电永磁吸盘的应用领域：1.数控机床及加工中心用：棋格型和条形电永磁吸盘。 2.加工导轨用：超强力电永磁吸盘。 3.车床盘形件用：车用电永磁吸盘。 4.大型钢板的搬运与切割机的喂料：重型，中型和轻型吊装用电永磁起重器。 5.汽车轮船行业及各种生产线自动线的抓取机械:小型及微型电永磁起重器。 主要用途1.金属切削加工、快速换模（注塑机、陶瓷干压机）、磁力起重。 2.金属切削加工包括车削、铣削、磨削、刨削、钻削等，既适合普通机床应用，也适合加工中心应用，不需要改变机床原有结构。因这些设备的市场保有量很大，具有广阔的市场前景。 3.快速换模包括注塑机、陶瓷干压机等，省去了诸多的调整工作，换模速度极快。生产配有电永磁吸盘的注塑机利润空间陡然增加，且深受用户