一种气动或者电动的磁性夹紧器制造技术

本发明专利技术设计了一种气动或者电动的永磁体磁性夹紧器，其包括一个旋转气缸或者电缸，可以往复转动，实现输出轴在一定范围内旋转，该输出轴通过联轴器与由两个轴承支撑的旋转连接件相连接，且旋转连接件通过螺栓与永磁铁相连接，所述永磁铁在外壳内可以自由往复旋转实现关闭和打开位置的切换，该永磁体的磁性通过与其连接的两个极靴在打开位置把磁性传导到待吸附工件上。

A pneumatic or electric magnetic clamping device

The invention designs a pneumatic or electric permanent magnet magnetic clamp, which includes a rotating cylinder or an electric cylinder, which can rotate to and fro to realize the rotation of the output shaft within a certain range. The output shaft is connected with a rotating connector supported by two bearings through a coupling, and the rotating connector is connected with a permanent magnet through a bolt. The permanent magnet can rotate freely to and fro in the outer shell to realize the switch of closing and opening position. The magnetism of the permanent magnet is transmitted to the workpiece to be adsorbed through the open position of the two pole boots connected with the permanent magnet.

【技术实现步骤摘要】
一种气动或者电动的磁性夹紧器
本专利技术涉及一种应用于工业自动化领域的永磁体磁性夹紧器。
技术介绍
现有磁性夹紧设备有磁性表座、磁力吸盘等。而在自动化领域，迫切的需要有一种可靠、成本低的磁性夹紧器。目前基于磁性表座原理的自动化磁性夹紧器由于磁块和外壳难以加工，使得设计上有很多困难无法实现自动化驱动，所以可靠的工业应用产品少之又少。此外，为了发挥永磁铁的最大吸力，需要选取合适的材料，根据吸附或者夹紧零件的材料特性进行磁路设计。因此，本专利专利技术了一种磁性夹紧器。
技术实现思路
本专利技术专利设计了一种气动或者电动的永磁体磁性夹紧器，其包括一个旋转气缸或者电缸，可以往复旋转转动，实现其输出轴在一定范围内旋转，该输出轴通过联轴器与由两个轴承支撑的旋转连接件相连接，且旋转连接件通过螺栓与永磁铁相连接，所述永磁铁在外壳内可以自由往复旋转实现关闭和打开位置的切换，该永磁体的磁性通过与其连接的两个极靴在打开位置把磁性传导到待吸附工件上。优选的是，外壳是等截面的低磁阻材料的单体（例如20号钢或者AISI1018钢），内部有圆柱形的腔体。优选的是，外壳与两个低磁阻材料的极靴相配（例如20号钢或者AISI1018钢），极靴放置在与磁铁90度打开状态的相同方向，磁块通过极靴把磁性传导到待吸附工件上。优选的是，由于极靴与被吸附物体表面相接触，可以通过磁块磁通截面积与极靴接触面积的比值来提高极靴接触面处的磁感应强度Bp，从而最大限度发挥磁性夹紧器的磁性吸力。优选的是，外壳底部通过高磁阻（例如不锈钢304或者铝合金），也就是非导磁材料的底盖封闭，且两侧的极靴突出该底盖，从而保证在关闭状态时，较轻的被吸附工件不会因为吸力产生的真空而被吸附在极靴上。优选的是，外壳的内部圆柱腔体与磁块之间保证最小的间隙而不干涉，从而降低驱动磁块的扭矩要求。优选的是，通过在磁块和圆柱形腔体之间增加润滑油来降低可能的因为磁块和腔体加工误差引起的过大摩擦力。优选的是，所有除去外壳和极靴的零件，都采用高磁阻，也就是非导磁性材料，例如铝合金和304不锈钢。优选的是，极靴可以设计为与被吸附物体相同的曲面来实现定位和夹紧。优选的是，极靴可以设计为V形块形状来定位和夹紧圆柱形物体。附图说明尽管还有落入本专利技术范围内的其它的形式，但现将仅参照附图借助于实例来描述本专利技术的优选实施例：图1给出了磁性夹紧器采用磁铁的结构；图2给出了磁性夹紧器的剖面图;图3给出了磁性夹紧器的正视图；图4A为磁性夹紧器关闭的状态时磁块的位置和磁路原理图；图4B为磁性夹紧器打开状态时磁块的位置和磁路原理图；图5A为磁铁磁通截面积Sm的示意图；图5B为极靴与工件接触截面积Sp的示意图。具体实施方式应该认识到，附图示出的是本专利技术的优选实施例。提供这些附图的目的在于说明本专利技术的优选实施例，所以，本专利技术不能认为局限于所示的具体的实施例。如图1，所示的磁铁可以称为圆柱形永磁铁。该永磁铁在直径方向磁化，也就是说，永磁铁1由中性面10平分，两端各显示北极和南极两种磁性。在中性面上，有一对通孔11和12用于连接。图1的永磁铁1较佳的可以使用稀土类磁铁，比如钕铁硼磁铁。当然，本专利技术也可以采用其他类型的磁铁实现同样的功能。如图2，磁性夹紧器包括永磁铁1，永磁铁1是大致的圆柱形或盘形永磁铁，并类似于图1所示在直径方向上磁化。永磁铁1容纳在外壳2内。外壳2较佳地由具有低磁阻的铁磁性材料制成。外壳2设计成可以让永磁块1在其内旋转的形式。在外壳两边布置了一对极靴30和31，用以传导磁性。永磁铁1通过螺栓150和螺母151与旋转接连接件6相连接，可以实现同步旋转。而旋转连接件由安装在外壳5内的轴承51支撑，可以自由旋转。该外壳5由高磁阻的材料制成，其通过弹性挡圈52约束轴承的轴向运动。旋转气缸或者电缸9的输出轴91通过联轴器8与旋转连接件6相连接，实现旋转连接件6与气缸或者电缸9的同步旋转运动，从而驱动磁铁1在外壳2内旋转。如图2，为了固定气缸或者电缸9，通过螺栓81把其固定在过渡外壳7上。如图3，过渡外壳7通过螺栓53安装在外壳6上面，而外壳6通过螺栓54与容纳磁铁1的外壳2相连接。此外，为了保证极靴的安装精度，极靴13通过销钉132定位，并由螺栓131固定在外壳2上。该磁性夹紧器关闭和打开状态的原理如图4A和4B所示。如图4A所示，当永磁铁1的磁极N和S与极靴13和14成九十度位置时，磁性夹紧器对于工件10的吸力最弱，处于关闭状态。磁铁的磁性从北极N出发，经过外壳2传导，通过极靴13返回外壳2与南极S接近的区域，到达磁铁南极S形成一个闭环1010。同样的，右侧的磁路由磁铁的北极N出发经由极靴14返回磁铁的南极S，形成一个闭环1020。如图4B所示，当磁块1的磁极N和S与极靴13和14在一个方向时，磁性夹紧器必须通过工件10传导磁性，从而形成由磁铁1北极N出发，经过与外壳2相连接的极靴14，通过工件10，再经过极靴13，返回外壳2回归磁铁南极S，形成闭合回路1030。此时，工件10受到的磁性吸力最大，磁性夹紧器处于打开状态。较佳的，极靴13和14的长度使得底盖4与工件10之间存在一定的空气间隙42，从而使得即使较轻的工件10被开启状态的磁力吸附而紧靠在极靴13和14上面时，也不会因为没有空气间隙42而产生真空，使得工件10在磁性夹紧器关闭状态因为真空被压紧而无法脱落。为了便于提高磁性夹紧器的吸力，针对不同材料的工件10，可以确定其饱和磁感应强度Bw，本专利技术可以通过改变极靴的截面Sp提高工件10的吸力。如图5A和5B，通过考虑磁铁1的感应强度Bm，磁铁1的磁通截面积Sm，由高斯定律得出BmSm=BwSp，而工件10的吸力F=Bw2Sp/2u0，所以极靴与工件10接触的面积符合Sp=BmSm/Bw时，工件10的磁感应强度达到饱和值，且工件10受到的吸力最大。另一方向，由于磁性夹紧器的频繁开闭会对外壳2产生磁性处理，使得采用低磁阻材料的外壳2会越来越软。因此，本专利技术采用两个可以更换的极靴来代替外壳本体接触工件10，从而避免了因为外壳2受磁性处理影响变软容易被磨损，使得整个磁性夹紧器需要更换外壳的情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性夹紧器，其包括一个气缸或电缸（9），该气缸或者电缸（9）通过连接螺栓（81）与过渡外壳（7）相连接，该驱动装置的输出轴（91）通过联轴器（8）与旋转连接件（6）相连接，所述旋转连接件（6）处于由螺栓53与外壳（7）连接的外壳（5）中，外壳（5）中轴承（51）由弹性挡圈（52）固定，该轴承（51）支撑旋转连接件（6）实现自由旋转，所述旋转连接件（6）通过螺栓（150）和螺母（151）与磁块（1）相连接，从而使得磁块（1）可以在外壳（2）内自由旋转，所述外壳（2）由螺栓（54）与外壳（5）相连，该外壳（2）底部由底盖（4）封住，两侧通过螺栓（131）和销钉（132）连接并固定着两片极靴（13）和（14）。

【技术特征摘要】
1.一种磁性夹紧器，其包括一个气缸或电缸（9），该气缸或者电缸（9）通过连接螺栓（81）与过渡外壳（7）相连接，该驱动装置的输出轴（91）通过联轴器（8）与旋转连接件（6）相连接，所述旋转连接件（6）处于由螺栓53与外壳（7）连接的外壳（5）中，外壳（5）中轴承（51）由弹性挡圈（52）固定，该轴承（51）支撑旋转连接件（6）实现自由旋转，所述旋转连接件（6）通过螺栓（150）和螺母（151）与磁块（1）相连接，从而使得磁块（1）可以在外壳（2）内自由旋转，所述外壳（2）由螺栓（54）与外壳（5）相连，该外壳（2）底部由底盖（4）封住，两侧通过螺栓（131）和销钉（132）连接并固定着两片极靴（13）和（14）。2.按照权利要求1所述的磁性夹紧器，磁铁（1）采用圆盘型永磁铁，外壳（2）和极靴（13、14）采用低磁阻的铁磁性材料，外壳（5）、旋转连接件（6）和螺栓（150）、螺母（151）采用高磁阻的材料。3.按照权利要求1和2所述的磁性夹紧器，使得底盖（4）和工件（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀兰，
申请(专利权)人：王秀兰，
类型：发明
国别省市：甘肃,62