磁力调节单元及装夹装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能够装夹薄壁曲面件类、柔性件类的装夹装置，包括磁力调节单元、高度调节单元、计算机以及压力传感贴。磁力调节单元，包括箱体、磁流变液以及两个相同的磁力调节机构，用于调节盛装在箱体内的磁流变液与装夹在磁流变液内的零件之间的夹持力，高度调节单元，包括：升降组件以及高度驱动组件，用于调节零件的高度。本发明专利技术提供的一种装夹装置具有操作灵活，对零件尺寸的适应性强，能根据零件的刚度及加工中振动的强弱，及时调节磁流变液固化效果，夹紧支撑、减振效果明显，有效保证零件加工中的稳定性、精确性、可靠性。

Magnetic adjusting unit and clamping device

The invention provides a clamping device capable of clamping thin-walled curved surface parts and flexible parts, including a magnetic force regulating unit, a height regulating unit, a computer and a pressure sensing paste. Magneto-rheological fluid (MRF) regulating unit, including box, MRF and two identical MRF regulating mechanisms, is used to regulate the clamping force between the MRF in the box and the parts clamped in the MRF. The height regulating unit includes lifting assembly and height driving assembly, which are used to adjust the height of the parts. The clamping device provided by the invention has the advantages of flexible operation, strong adaptability to the dimension of parts, timely adjusting the curing effect of magnetorheological fluid according to the stiffness of parts and the vibration intensity in processing, obvious clamping support and vibration reduction effect, and effectively ensuring the stability, accuracy and reliability in the processing of parts.

【技术实现步骤摘要】
磁力调节单元及装夹装置
本专利技术涉及装夹设备领域，具体涉及一种磁力调节单元的装夹装置。
技术介绍
在制造领域，薄壁，柔性件是加工时很常见的被加工工件。这些工件的加工精度控制一直是个难题，原因是薄壁零件刚性差、强度弱，在加工过程中薄壁件会发生局部变形及整体加工变形，尤其是夹持技术所产生的变形是其重要的原因，影响加工质量和精度。如在这些构件的工业生产中，常用机床夹具对工件定位夹紧，但因其夹紧力难以把握，夹紧力过小，会导致加工过程中工件的移动，从而导致加工的失败：夹紧力过大，会导致工件自身的变形，对工件加工后的形状位置公差产生较大的影响。另外加工过程中工件产生的振动也可能使工件达不到尺寸精度要求而导致返工或报废。大多数夹具仅用于刚性零件的加工和装配，对于易变形的零件尤其是异形薄壁类的零件需要专门设计相应的夹具，这极大地限制了生产加工的灵活性，无法满足多品种小批量的生产要求。随着越来越多的企业追求高效快速的制造目标，在机械行业中具有高灵活性的夹具系统应用而生。在目前的机械加工领域，对于薄壁，柔性件的装夹，采用的方法是：(1)辅助支撑夹具，通常使用“代木”的材料，又称可机加工树脂板材进行加工。但是代木生产准备时间长，工件在整个加工过程中需要多次翻转，每翻转一次都需要重新调整，且装夹耗时。工件薄壁处为曲面，而代木顶端为平面，大部分代木与工件的接触方式为线接触，且接触位置为工件外缘曲边上，支承效果不理想；另外对零件装夹时夹紧力大小不能进行检测，无法确保夹紧力的合理性，使得可靠性与控制性就要差很多。(2)可调整夹具，根据加工对象在工艺上的相似性、尺寸的相近程度对零件进行分类编组进行设计的。它的结构一般是由两部分组成。其一是基本部分，包括夹具体、夹紧装置和操纵机构等。它可长期固定在机床上，不随加工对象的改变而更换。其二是可更换调整部分，包括某些定位、夹紧和导向元件等。它随加工对象不同而调整更换。在使用时，对同一组内不同零件的加工，只需更换或调整有关定位和夹紧元件即可。(3)组合夹具是在夹具完全模块化和标准化的基础上，由一整套预先制造好的标准元件和组件，针对不同工件对象迅速装配成各种专用夹具，这些夹具元件相互配合部分的尺寸具有完全互换性。夹具使用完毕后，再拆散成元件和组件，是一种可重复使用的夹具系统。目前有两种类型的组合夹具，即槽系组合夹具和孔系组合夹具。槽系组合夹具在生产中已经发展和使用了50多年，它是通过基座上互相垂直和平行的T形槽实现对工件的精确定位的，在该系统中，当夹具元件紧固在同一排T形槽上时，尤其要合理安排夹具元件的组装顺序。(4)相变夹具是利用一些材料具有可控的相变物理性质(即从液相到固相，再变回液相)，相变的机制一般是热效应或电磁效应。真相变的材料主要有低熔点合金、石蜡、电流变材料等。低熔点合金夹具，是解决低刚性、特别是低刚性复杂型面工件定位固紧的主要手段。蜡固夹具，以单纯石蜡或在石蜡中添加其他物质(如松香等)作为相变物质的夹具。冰固夹具，是使用以水基液体为相变物质的夹具。电流变材料夹具是由低绝缘液体和悬浮在其中的绝缘物体所构成。当ER材料介于电场中时，其流变性能会发生显著变化，粘度可以比未加电场时增加几个数量级；当电场超过临界值时，ER材料即成为固态，其剪切模量随着电场的进一步增加而增加。当撤去电场后，其粘度又很快恢复原值，体系可重新转变为液态。综上可知现有技术的主要缺点为：1.组合元件质量的要求高，前期投入费用高，由于是组合叠加“搭积木”而成，这种柔性夹具刚度差，难以适应重切削，难以装夹不规则形状零件，且对装配调试的要求技术高；同时零件种类和数量多需要专业管理，使用管理成本较高；2.夹具调整时间长、成本高，而且夹紧力很难调整控制，可适性较差，夹具调整过于依赖经验；3.现有磁流变液类夹具主要利用电磁铁装置发生电磁效应，产生磁场作用，达到磁流变液液固化效果。但由于电磁铁在工作中产生大量的热，需要额外的水冷却装置，使夹具体体积庞大，且线路布置复杂，电磁装置防水性要求较高，使利用场景受到极大的限制。4.在机械加工过程中，需要用到工件夹具，常常有振动现象的发生，它不但会在加工表面上留下振纹，而且影响工件的加工质量，稳定性较差，加剧了刀具的磨损。针对以上缺陷，特别需要一种简单而又实用且适应性强的薄壁、柔性件类零件的装夹装置，来满足日益增长的多品种小批量薄壁件精密机械加工的需要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够装夹薄壁曲面件类、柔性件类的装夹装置。本专利技术提供了一种磁力调节单元，其特征在于，包括：磁流变液；箱体，箱体内部具有夹板，夹板用于盛放磁流变液；以及两个磁力调节机构，分别对称设置在箱体的两侧，其中，磁流变液为高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，待加工零件通过部分插入磁流变液内的方式装夹在磁流变液中，通过两个磁力调节机构具有的磁铁组件同步靠近或者远离箱体来实现调节磁流变液与零件之间的夹持力。在本专利技术提供的一种磁力调节单元，还具有这样的特征：其中，在磁场磁力的作用下，微小软磁性颗粒被磁化，磁化后的微小软磁性颗粒之间相互吸引，孔隙变小，使得磁流变液从液态变为固态并与零件形成一个整体，在零件与固态的磁流变液接触部位的接触面上形成正压力，当零件在加工过程中有运动的趋势时，在正压力的作用下零件与微小软磁性颗粒之间会产生摩擦力，即为夹持力，它会阻碍曲面零件的相对运动，从而实现牢固夹持零件，磁场磁力越大，则夹持力则越大。在本专利技术提供的一种磁力调节单元，还具有这样的特征：其中，磁力调节机构包括磁力驱动组件和磁铁组件，磁铁组件具有磁场强度足够大的磁铁。在本专利技术提供的一种磁力调节单元，还具有这样的特征：其中，磁力驱动组件包括垫座、磁力驱动电机底座、磁力驱动电机、联轴器、支座组、第一滚珠丝杠、第一滚珠丝杠螺母以及导轨组，磁力驱动电机底座固定于垫座上，磁力驱动电机固定于磁力驱动电机底座上，联轴器安装在磁力驱动电机上，支座组包括具有第一螺纹孔的第一支座、以及具有第二螺纹孔的第二支座，第一支座、第二支座均固定于垫座上，第一滚珠丝杠的穿过第一螺纹孔与第一支座螺纹连接，一端通过第二螺纹孔与第二支座螺纹连接，另一端与联轴器连接，第一滚珠丝杠螺母安装在第一滚珠丝杠上，位于第一支座与第二支座之间，第一滚珠丝杠螺母设有磁铁组件底座，导轨组包括具有第一导轨线的第一导轨、具有第二导轨线的第二导轨，第一导轨、第二导轨对称设置在第一滚珠丝杠的两侧且与垫座固定连接。本专利技术提供还提供了的一种装夹装置，放置在工作台上，用于装夹薄壁曲面件类、柔性件类零件，包括：磁力调节单元，磁力调节单元为前面所述的磁力调节单元。本专利技术提供的装夹装置，还包括：高度调节单元，用于调节零件的高度，包括升降组件以及高度驱动组件；压力传感贴，粘贴在零件与磁流变液接触部位的接触面上，用于感应零件与磁流变液之间的夹持力；以及控制单元，用于控制高度调节单元以及磁力调节单元，其中，压力传感贴通过连接线与控制单元连接，磁力驱动电机通过连接线与控制单元连接，控制单元通过控制磁力驱动电机进行正反转来调节磁铁组件做靠近或者远离箱体的运动。在本专利技术提供的装夹装置中，还具有这样的特征：其中，升降组件包括底板、固定底座、第一升降底板、第二升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁力调节单元，其特征在于，包括：磁流变液；箱体，所述箱体内部具有夹板，所述夹板用于盛放所述磁流变液；以及两个磁力调节机构，分别对称设置在所述箱体的两侧，其中，所述磁流变液为高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，待加工零件通过部分插入所述磁流变液内的方式装夹在所述磁流变液中，通过两个所述磁力调节机构具有的磁铁组件同步靠近或者远离所述箱体来实现调节所述磁流变液与所述零件之间的夹持力。

【技术特征摘要】
1.一种磁力调节单元，其特征在于，包括：磁流变液；箱体，所述箱体内部具有夹板，所述夹板用于盛放所述磁流变液；以及两个磁力调节机构，分别对称设置在所述箱体的两侧，其中，所述磁流变液为高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，待加工零件通过部分插入所述磁流变液内的方式装夹在所述磁流变液中，通过两个所述磁力调节机构具有的磁铁组件同步靠近或者远离所述箱体来实现调节所述磁流变液与所述零件之间的夹持力。2.根据权利要求1所述的磁力调节单元，其特征在于：其中，在磁场磁力的作用下，所述微小软磁性颗粒被磁化，磁化后的所述微小软磁性颗粒之间相互吸引，孔隙变小，使得所述磁流变液从液态变为固态并与所述零件形成一个整体，在所述零件与固态的所述磁流变液接触部位的接触面上形成正压力，当零件在加工过程中有运动的趋势时，在所述正压力的作用下所述零件与所述微小软磁性颗粒之间会产生摩擦力，即为夹持力，它会阻碍所述曲面零件的相对运动，从而实现牢固夹持所述零件，磁场磁力越大，则夹持力则越大。3.根据权利要求1所述的磁力调节单元，其特征在于：其中，所述磁力调节机构包括磁力驱动组件和所述磁铁组件，所述磁铁组件具有磁场强度足够大的磁铁。4.根据权利要求3所述的磁力调节单元，其特征在于：其中，所述磁力驱动组件包括垫座、磁力驱动电机底座、磁力驱动电机、联轴器、支座组、第一滚珠丝杠、第一滚珠丝杠螺母以及导轨组，所述磁力驱动电机底座固定于所述垫座上，所述磁力驱动电机固定于所述磁力驱动电机底座上，所述联轴器安装在所述磁力驱动电机上，所述支座组包括具有第一螺纹孔的第一支座、以及具有第二螺纹孔的第二支座，所述第一支座、所述第二支座均固定于所述垫座上，所述第一滚珠丝杠的穿过所述第一螺纹孔与所述第一支座螺纹连接，一端通过所述第二螺纹孔与所述第二支座螺纹连接，另一端与所述联轴器连接，所述第一滚珠丝杠螺母安装在所述第一滚珠丝杠上，位于所述第一支座与所述第二支座之间，所述第一滚珠丝杠螺母设有所述磁铁组件底座，所述导轨组包括具有所述第一导轨线的第一导轨、具有所述第二导轨线的第二导轨，所述第一导轨、所述第二导轨对称设置在所述第一滚珠丝杠的两侧且与所述垫座固定连接。5.一种装夹装置，放置在工作台上，用于装夹薄壁曲面件类、柔性件类零件，其特征在于，包括：磁力调节单元，所述磁力调节单元为权利要求1-4任意一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江小辉，熊文静，孔祥景，郭淼现，朱宜宏，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31