精密之極、方便之至
電永磁夾持技術(shù)在工程領(lǐng)域的高效應(yīng)用
工程技術(shù)人員使用永磁技術(shù),實現(xiàn)被加工工件的快速、有效及安全的夾緊。電永磁技術(shù)已經(jīng)全面地應(yīng)用到加工領(lǐng)域,從磨削、銑削到車削,從起重設(shè)備吊具到機床上下料、碼垛等輔助工裝。其應(yīng)用具有廣闊的拓展空間,電永磁夾緊的解決方案可以節(jié)省達到80%以上的加工輔助時間,以及工件完全無變形的夾緊需求。
電永磁夾緊技術(shù)的工作原理簡單而有效:在夾緊狀態(tài),電磁場(磁通量)在模塊內(nèi)部流動,不對外部(工件)起作用。通過瞬時的電磁激勵,杠桿機制或者說氣動信號,電磁場向外部翻轉(zhuǎn),電磁模塊被激活。翻轉(zhuǎn)時能源絕對穩(wěn)定,且無需電流及氣壓。
永磁吸盤是利用磁通的連續(xù)性原理及磁場的疊加原理設(shè)計的,永磁吸盤的磁路設(shè)計成多個磁系,通過磁系的相對運動,實現(xiàn)工作磁極面上磁場強度的相加或相消,從而達到吸持和卸載的目的。
銑削:一次裝夾,五面加工
采用方盤或平行極圓盤夾持技術(shù)為銑削加工帶來決定性的優(yōu)勢。無需第二次或第三次重新裝夾,電永磁夾持技術(shù)可實現(xiàn)一次裝夾,五面加工,這保證了大型零件加工過程中可靠的工藝及減輕了夾具設(shè)計要求(圖1)。
費時且精確地調(diào)整夾持單元在采用電永磁夾持后將變得不那么重要。對于鐵磁工件來說,加電的上磁激勵在瞬時實現(xiàn)了工件的夾緊,同時去磁過程也極為迅捷。同傳統(tǒng)夾持方案相比,電永磁夾持可縮短30%~50%的工件調(diào)整時間(加工準備時間),這也意味著機床開動率的提升,進而降低投資成本和提高單件收益。此外,電永磁吸盤可實現(xiàn)較大的夾持范圍,并實現(xiàn)大型工件或多種小型零件的復(fù)合夾持。對于工件高度的差異影響,無論方形磁極或平行磁極,電永磁吸盤可實現(xiàn)根據(jù)工件表面輪廓的自適應(yīng)夾持(圖2)。
對于底面不均勻的工件,電永磁技術(shù)更是理想的夾持解決方案。電磁場密度足夠大,很小的導(dǎo)磁塊間隔適應(yīng)粗糙的工件表面。
對于薄壁件或剛性較弱的工件,相比傳統(tǒng)夾持方案對工件表面的損害或?qū)е碌墓ぜ冃危娪来欧桨笩o損傷或變形。例如,對于大平面零件的銑削,其平面度可達到2絲(0.02mm)。
平面夾緊可以減小振動更有利于切削狀況的穩(wěn)定,對高附加值零件尤其如此。其刀具消耗成本及整個制造時間得以改善。由于通用的接口設(shè)計,電永磁夾持可應(yīng)用在各種機床的銑削加工中,同時亦不需要系統(tǒng)的更改及控制系統(tǒng)的特別需求。對于現(xiàn)代加工來說,他作為輔助的夾持方案而投入。
平行磁極計算在平面磨及坐標磨中
電永磁技術(shù)更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是平面磨削,無論大型或小型零件均可實現(xiàn)瞬時的無變形的夾緊,特別是在坐標磨床上,其優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。電永磁吸盤的功能限制存在于兩個方面:電永磁吸附平臺過熱??蓪崿F(xiàn)精細公差的有效實現(xiàn)。
車削及內(nèi)外圓磨削
大型環(huán)狀工件的無變形夾持
對于大型環(huán)狀工件的車削及磨削,徑向磁極的電永磁吸盤被廣泛采用。在該種工作臺上,電磁場域的作用范圍直到盤體最外端的邊界區(qū)域,因此在車床及磨床上可實現(xiàn)大型工件的絕對安全和無變形的夾持(圖3)。
目前,雄克的電永磁吸盤可實現(xiàn)最大4米直徑的工件的極端穩(wěn)定的夾持。至于更大直徑的夾持,雄克的技術(shù)專家建議采用分體磁盤,組合配置,便于運輸及現(xiàn)場安裝調(diào)試。
自定心吸盤:徑向磁極的電永磁吸盤技術(shù)和自定心卡盤技術(shù)相結(jié)合
采用多級可調(diào)的電永磁吸盤技術(shù),在考慮工件被牢固的吸附之前,可較容易實現(xiàn)工件在低磁、低速狀態(tài)下的對心調(diào)整。由于夾持面接觸的關(guān)系保證了無振動及無變形夾持上的三面加工。
雄克NCM自定心吸盤實現(xiàn)了3爪或6爪自定心卡盤技術(shù)及徑向永磁吸盤技術(shù)的無縫融合(圖4)。該吸盤擁有像卡盤一樣的卡爪,可實現(xiàn)工件從外到內(nèi)或從里到外的自定心,并在極短的時間內(nèi)上磁夾緊。采用氣動或液動的卡爪驅(qū)動,在磨削及車削加工中,自定心吸盤可降低直至80%的輔助調(diào)整時間,明顯提高生產(chǎn)效率。根據(jù)客戶需求和加工工件需求,雄克亦提供個性化的解決方案包括自動退磁或特別大的夾持力的多樣性選擇。
永磁吊具——快速而安全
企業(yè)內(nèi)部的物流中,永磁吊具因其獨具的安全性及可適應(yīng)性而具有更廣泛的應(yīng)用空間。
無論搬運易變形件還是薄壁件,永磁吊具均是理想的夾持解決方案。同樣,該技術(shù)亦適用于管型件、圓柱類零件以及大型金屬件諸如鍍錫卷板等的可靠的夾持搬運。相對于傳統(tǒng)的夾持技術(shù)可能導(dǎo)致工件表面的機械損傷或工件變形,而目前永磁夾持搬運技術(shù)則完全可排除此類問題;同時,電永磁技術(shù)亦保證了操作人員及材料自身的安全性的提高。
永磁吊具作為緊湊的單元,其永磁機制是通過杠桿原理驅(qū)動的,也可通過氣動控制。大型鋼卷或鋼板的永磁吊具就是采用這樣的工作原理。
機器人搬運
如同磁性夾持解決方案的寬泛性應(yīng)用領(lǐng)域,圖5顯示了配備電永磁吊具的機器手臂,實現(xiàn)了較小空間內(nèi)的輕自重型的自動的可靠夾持搬運系統(tǒng)。該電永磁機械手可實現(xiàn)鐵磁工件的搬運作業(yè),像孩子游戲“過家家”,但其響應(yīng)速度是秒級的。
標準及定制解決方案
作為夾持技術(shù)專業(yè)解決方案的供應(yīng)商,雄克提供大量的標準化的吸盤及組件可供選擇?;诙嗄暝跈C械夾持及電永磁技術(shù)方面的經(jīng)驗,雄克亦可根據(jù)客戶及特殊工件需求提供多樣性的定制開發(fā)及全方位的夾持解決方案,為客戶工藝裝備的革新提供增值性的最高性價比的服務(wù)。
圖0:采用電永磁吸盤夾持技術(shù),可極大縮短鐵磁工件的加工準備時間
圖1:在鑄鐵件的空腔部分垂直布置磁盤塊,實現(xiàn)了安全而精密的夾持——一次加工所有的表面
圖2:電永磁吸盤的導(dǎo)磁塊根據(jù)工件表面形狀實現(xiàn)自適應(yīng)夾持,在模具制造及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用潛力
圖3:直至4米的夾持直徑,徑向磁極吸盤被整體制造——可實現(xiàn)大型工件極短穩(wěn)定的夾持
“Rota NCM”自定心吸盤,實現(xiàn)了無變形夾持、無振動加工,極大縮短了加工準備時間
電永磁機械手“MAU”保證了鐵磁零件搬運中的可靠夾持
永磁吸盤
一:永磁吸盤介紹:
永磁吸盤又名磁力吸盤或永磁起重器,是機械廠,模具廠,鍛造廠,煉鋼廠,造船廠等等使用鋼材場所的必備搬運工具,可以大大提高塊狀,圓柱狀,板材,不規(guī)則導(dǎo)磁性鋼鐵材料的搬運效率。永磁吸盤是以高性能的稀土材料釹鐵硼(N>40)為內(nèi)核,通過手扳動吸盤手柄轉(zhuǎn)動,從而改變吸盤內(nèi)部釹鐵硼的磁力系統(tǒng),達到對需要搬運的工件的吸持或釋放。
二:永磁吸盤的原理:
永磁吸盤是利用磁通的連續(xù)性原理及磁場的疊加原理設(shè)計的,永磁吸盤的磁路設(shè)計成多個磁系,通過磁系的相對運動,實現(xiàn)工作磁極面上磁場強度的相加或相消,從而達到吸持和卸載的目的。
圖一 永磁吸盤工作原理圖
其工作原理如圖一所示,當(dāng)永磁吸盤磁極處于圖(a)狀態(tài)時,磁力線從磁體的N極出來,通過磁軛,經(jīng)過鐵磁性工件,再回到磁軛進入磁體的S極。這樣,就能把工件牢牢地吸在永磁吸盤的工作極面上。當(dāng)磁極處于圖(b)狀態(tài)時,磁力線不到永磁吸盤的工作極面,就在永磁吸盤內(nèi)部組成磁路的閉合回路,幾乎沒有磁力線從永磁吸盤的工作極面上出來,所以對工件不會產(chǎn)生吸力,就能順利實現(xiàn)卸載。
永磁吸盤的設(shè)計:
1. 永磁吸盤磁系及磁軛
設(shè)計永磁吸盤時,首先應(yīng)精心設(shè)計磁路,良好的磁路結(jié)構(gòu)可以盡量讓更多的磁通量聚集在工作表面中去,滿足起重重量的要求,而且可以盡量少用釹鐵硼材料。同時,設(shè)計磁路時還應(yīng)仔細考慮操作者較易實現(xiàn)工作卸載。解決永磁吸盤吸力很大,扳動手柄困難等技術(shù)難點。
永磁吸盤的磁路設(shè)計有2個磁系,磁系分為活動的和固定的兩部分。改變活動磁系狀態(tài),使工作極面分別處于磁場疊加或產(chǎn)生反向磁場,磁場被抵消的狀態(tài)。同時,在永磁回路中,為減少磁阻,增大工作極面關(guān)鍵部位的磁通密度,采用了一些軟磁材料作為磁軛。
2. 永磁吸盤的工作點選擇
由于起吊的工件各式各樣,因此,永磁吸盤工作極面與工件表面的氣隙距離是變化的,其磁路是動態(tài)磁路。如圖2所示,
圖2
圖2 釹鐵硼永磁體的回復(fù)曲線及工作點示意圖永磁體的工作狀態(tài)變化是在回復(fù)曲線(AD)上變化。當(dāng)永磁吸盤處于開路狀態(tài)時,永磁體的工作點以退磁曲線上A點表示;當(dāng)永磁吸盤的工作極面與工件完全無縫隙接合時,其工作點為D點,此時,永磁體的磁通全部通過工件。在永磁吸盤靠近工件表面過程中,永磁體的工作狀態(tài)從A點沿箭頭到D點;反過來,永磁吸盤遠離工件,永磁體的工作狀態(tài)從D點沿箭頭到A點。由于這2條曲線很接近,可近似地以直線AD來代替。OA為永磁體的工作負載線。有用回復(fù)能(Erec)是永磁體工作點中的有用磁通密度B和退磁場強度H的乘積(Erec=B*H).
即圖2中剖面線區(qū)域EFGC的面積。E點位永磁體的工作點,設(shè)計時應(yīng)使E點接近回復(fù)曲線AD的中點,以使A為起始點的有用回復(fù)能最大。
三:永磁吸盤的特點:
1) 永磁吸盤 采用高性能永磁材料釹鐵硼(Nd-Fe-B)為產(chǎn)品內(nèi)核,使產(chǎn)品體積更小,起重吊裝力更強,且磁力恒久不衰。
2) 永磁吸盤 具備最高大額定起重力3.5倍的安全系數(shù)。
3) 永磁吸盤 底面“V”型槽設(shè)計,可起吊相對應(yīng)的圓鋼、鋼板。
4) 永磁吸盤 不用電即可使用,省去供電麻煩。
5) 永磁吸盤 優(yōu)化的磁路設(shè)計,使剩磁幾乎為零。
6) 永磁吸盤 專業(yè)設(shè)計的外觀造型使產(chǎn)品更加美觀。
永磁吸盤使用方法:
1.將工件擺放到吸盤工作臺面上,然后將扳手插入軸孔內(nèi)沿順時針方向轉(zhuǎn)動180到”ON”,即可吸住工件進行加工.
2.工件加工完畢,再將扳手插入軸孔內(nèi)沿逆時針轉(zhuǎn)動180到”OFF”,即可取下工件.
永磁吸盤維護和保養(yǎng):
1.吸盤使用前應(yīng)擦干凈表面以免劃傷影響精度.
2.使用環(huán)境溫度在-40C--50C,嚴禁敲擊,以防磁力降低.
3用完后工作面涂防銹油,以防銹蝕.
強力密極永磁吸盤
產(chǎn)品名稱:強力密極永磁吸盤
產(chǎn)品性能:強力密極永磁吸盤適用于平面磨床、火花機、線切割機床。磁極間隙細密,磁力分布均勻,加工薄小工件時,效果尤為明顯。充、退磁時工件臺面精密度無變化。面板經(jīng)特殊處理,無滲漏,可防止切削液腐蝕,延長磁盤使用壽命,可長時間放在切削液中工作。六面精磨加工,在線切割機床上可垂直使用。磁盤中使用高性能磁鋼,吸力大,幾乎無剩磁。吸力可達100N/cm2。
強力密極永磁吸盤的規(guī)格型號如下:
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