单件磁性设备和所述单件磁性设备的制造方法技术

本发明专利技术涉及用于磁性夹持铁元件(P1)的磁性设备，其包括：支撑结构(11)，其中，在其厚度(S)内保持至少一个磁极件(30A)；第一侧(12)和第二侧(13)，形成于所述支撑结构(11、11A)中的较大的相反表面，所述磁极件(30A)包括至少一个第一磁极件集流器(50)，所述第一磁极件集流器(50)适于将由所述磁性设备产生的至少一个第一磁通(F1)传输到所述第一侧(12、13)。本发明专利技术的特征在于：所述至少一个第一磁极件集流器(50)被保持在所述支撑结构(11)的厚度(S)内并且与所述支撑结构(11)形成为一件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种权利要求1的前序部分中限定的单件磁性设备(monolithic magnetic apparatus)和该磁性设备的制造方法。如这里所使用的那样，术语“磁性设备”是想要指-永磁体设备，即，该设备在用于夹持或用于将其状态从致动状态改变至非致动状 态、或将其状态从非致动状态改变至致动状态时不需要任何电源，并且在设备中以适当的 配置形成有永磁体。-电永磁体(electro-permanent)设备，即，该设备在用于夹持时不需要任何电源 并且当其被激活和被停止时需要电源，并且在设备中以适当的配置形成有可逆永磁体，如 果需要，还形成有静永磁体(static permanent magnet)。-电磁设备，即，该设备在用于夹持时需要电源，该设备的磁芯由铁磁体材料制成。
技术介绍
在现有技术中，参考图IA和图1B，制造例如永电双磁体型(electro-permanent dual-magnet type)磁性夹持设备1的工艺包括第一步骤由块体(block)制成壳体2，以 形成底部2B，其中“N”个磁极件3A布置在壳体2的内表面2C上。另外，壳体2可以通过利用本领域技术人员所熟知的方法将各种组件组装在一起 而形成。在永电双磁体型设备中，各磁极件3A(见图1B)至少包括-一个磁极件集流器5，-一个可逆永磁性磁芯4，和-一个电线圈3(还已知为螺线管)，用于改变可逆永磁性磁芯4的磁化状态，其绕 可逆永磁性磁芯4延伸。特别地，从图IB中能够看到，电线圈3具有如下构造限定了用于接收比如 AlNiCo型磁体的可逆永磁性磁芯4的空间，其中磁极件集流器5被布置在可逆永磁性磁芯 4上方。另外，磁极件3A还可以包括一个以上的、例如由铁氧体或者NdFeB等制成的、也被 适当地定向的静磁体9，静磁体9能够产生用于夹持铁元件(ferrous element)P的另外的 永磁场。仍参考图IA和图1B，能够注意到，各磁极件3A的磁极件集流器5均由具有长方形 平面形状的大致平行六面体的铁磁性件构成。应注意到，如这里所使用的，术语“磁极件集流器5”想要指如下元件其具有一侧 5A，该一侧5A的表面在磁性设备1处于去致动状态时为磁中性，而在磁性设备1被致动时 为磁活性。由此，换句话说，磁极件集流器5可以使其六个面中的四个面沿一个方向定向磁 场、使其第五个面的磁场的方向改变为与其余四个面中的磁场相同或相反的极性，并且使其第六个面5A -在第五个面产生的磁场具有与其余四个面的磁场相反的极性时第六个面5A为 磁冲性(磁性设备去致动)，或者-当第五个面产生的磁场具有与其余四个面的磁场相同的极性时第六个面5A为 磁活性(磁性设备致动)。简言之，磁极件集流器5是设计用以将可逆永磁性磁芯4产生的磁通传递到表面 5A以形成磁性夹持面2A的元件。应注意到，“N”个磁极件集流器5的表面5A —起形成磁性夹持面2A，用于牢固地 夹持待加工和/或进行其它操作的铁元件P。换句话说，当磁性设备1处于致动状态时，“N”个磁极件集流器5的表面5A被致 动，以磁性夹持铁元件P。还应该注意到，关于磁性设备的术语“致动/去致动”想要指通过由电线圈3产生 的适当的电磁场的作用而改变可逆永磁体4的磁化状态的可能性。然后，该工艺包括如下步骤例如借助于被接收在适当的孔7中的螺钉6将磁极件 3A与壳体2连接，使得螺线管3-可逆磁体4组件被夹持成为一个组合件(pack)。特别地，已知为单独的元件的各磁极件集流器5被容纳在壳体2中并由螺钉6固 定到壳体2的底部2B。螺钉6通常被布置在磁极件集流器5的中央位置。然而，通过简单地将磁极件集流器5固定到壳体2的底部2B，无法保证磁极件集流 器在加工被夹持的工件P期间保持其稳定性。实际上，各磁极件3A的磁极件集流器5对于加工被夹持的工件P期间产生的振动 非常敏感，所产生的振动将对于磁性夹持设备的精度和寿命产生不利影响。另外，在加工铁元件P特别地需要使用极端14时，这样的极端14可以分别一个或 多个磁极件3A连接。因为极端14 一定程度上作用为杠杆臂并且进一步增强了振动，因此使用极端14 增加了引入到各个磁极件集流器5上的机械应力。另外，还提供了填充步骤10，由此能够使磁性设备1大体上具有杂质抗渗性和/或 液体抗渗性，并且能够填充任何的间隙。用于填充的示例性材料是树脂100。这样获得的夹持面2A是结合在一起的，但是是使用若干不同类型的材料形成的。由此，夹持面2A由形成各磁极件集流器5的铁磁性材料和围绕这样的磁极件集流 器5的填充材料制成。这样产生了夹持面2A的不同的坚固性，这主要是由填充材料(比如树脂等)造成 的；树脂耐受性(resistant)较差，影响了夹持面2A的总体坚固性，设定了能够作用于待加 工的工作P上的应力的极限。另外，由于磁性设备1的运行温度和夹持面2A的温度改变，形成夹持面2A的材料 的热膨胀系数之间的差异影响到铁工件P的质量和加工精度。但是，磁性设备1的壳体2的底部2B由一种类型的材料形成，例如由铁磁性材料 等形成。由于单件铁磁性材料比形成夹持面2A的不同材料的组件的耐受性高，因此，与夹 持面2A相比，这为底部2B提供了更好的坚固性。因此，壳体2的底部2B的强度比夹持面2A的强度高。为部分补偿夹持面2A的较弱的强度，磁性设备1的壳体2必须被强化，例如通过 形成肋和/或增加底部2B的厚度来强化壳体2。即使在例如形成肋和/或增强底部2B的厚度时，由于这样的措施对于磁极件集流 器的较弱的稳定性状态没有影响，因此也不能消除夹持面2A的弱的机械强度和稳定性的 问题。但是，设置肋减小了夹持面2A的磁活性区域，并且更大的底部2B的厚度增加了形 成磁性设备1所要求的材料的量，由此减小了用于加工待加工工件的机床的可用空间。还应该注意到，机加工期间产生的应力能够在填充材料100中产生经时裂隙。这可能会造成冷却液的渗透，使冷却液可能到达电线圈3，产生短路。另外，考虑到各磁极件集流器5仅由被接收在适当的孔7中的一个螺钉6保持，以 使螺线管3-可逆磁体4组件能够组合成一个组合件，磁极件集流器5抵抗在加工铁工件期 间产生的机械应力的能力较弱。上述说明清楚地示出，对于制造用于夹持铁元件的磁性设备的制造商及对于设备 的用户，强烈地感觉到需要一种快捷、简单和更可靠的组装方法以及耐受性更好和更为可 选的磁性设备。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于夹持铁工件的如下磁性设备其具有的结构和功 能的特点能够满足上述需求，同时消除上述的现有技术的缺点。该目的通过权利要求1中限定的、用于磁性夹持铁元件的磁性设备来实现。该目的还通过权利要求18中限定的用于磁性夹持铁元件的磁性设备的制造方法 来实现。本专利技术提供了单件磁性设备，其显著地衰减了由机床传递到被加工的铁工件的机 械振动，并且提供了增强的机械稳定性。另外，本专利技术提供了如下的磁性设备其夹持面整体由金属制成，并能够降低夹持 面和待加工的工件之间的振动。另外，本专利技术还允许用一件的铁磁性材料来形成在现有技术中由若干单独的部件 实现的构件，由此节省了加工时间。因为只处理一件并且不需要螺钉的紧固操作，因此进一步节省了安装时的时间。另外，因为单件结构产生了连续的金属表面，因此这样获得的磁性设备有效地防 止液体渗透到电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于磁性夹持铁元件（Ｐ１）的磁性设备，其包括：支撑结构（１１），所述支撑结构（１１）由铁磁性材料形成，其中，在所述支撑结构（１１）的厚度（Ｓ）内保持至少一个磁极件（３０Ａ）；第一侧（１２）和第二侧（１３），所述第一侧（１２）和所述第二侧（１３）形成于所述支撑结构（１１）的较大的相反面；所述磁极件（３０Ａ）包括至少一个第一磁极件集流器（５０），所述第一磁极件集流器（５０）适于将由所述磁性设备产生的至少一个第一磁通（Ｆ１）传输到所述第一侧（１２）；所述磁性设备的特征在于，所述至少一个第一磁极件集流器（５０）被保持在所述支撑结构（１１）的所述厚度（Ｓ）内并且与所述支撑结构（１１）形成为一件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于磁性夹持铁元件(Pi)的磁性设备，其包括支撑结构(11)，所述支撑结构(11)由铁磁性材料形成，其中，在所述支撑结构(11)的 厚度(S)内保持至少一个磁极件(30A)；第一侧(12)和第二侧(13)，所述第一侧(12)和所述第二侧(13)形成于所述支撑结构 (11)的较大的相反面；所述磁极件(30A)包括至少一个第一磁极件集流器(50)，所述第一磁极件集流器(50) 适于将由所述磁性设备产生的至少一个第一磁通(Fl)传输到所述第一侧(12)；所述磁性设备的特征在于，所述至少一个第一磁极件集流器(50)被保持在所述支撑 结构(11)的所述厚度(S)内并且与所述支撑结构(11)形成为一件。2.根据权利要求1所述的磁性设备，其特征在于，各所述第一磁极件集流器(50)的侧 部(50A)形成所述第一侧(1 的一部分，所述第一侧(1 是由所述铁磁性材料形成的平 面，使得所述第一侧(1 为整个金属面，各所述第一磁极件集流器(50)都与所述支撑结构 (11)形成为一件。3.根据权利要求1或2所述的磁性设备，其特征在于，所述支撑结构(11)包括保持在 所述支撑结构(11)的所述厚度(S)内的至少一个凹部(R)。4.根据权利要求3所述的磁性设备，其特征在于，所述凹部(R)包括第一部分，所述第 一部分具有直径(Dl)和从所述第二侧(1 的表面限定的第一深度(S’)，所述凹部(R)的 所述第一部分形成所述第一磁极件集流器(50)的底部(50B)。5.根据权利要求3或4所述的磁性设备，其特征在于，所述凹部(R)包括第二部分，所 述第二部分具有内径(D2)、等于所述凹部的所述第一部分的直径(Dl)的外径和从所述第 二侧(1 的表面限定的第二深度(§ 所述凹部(R)的所述第二部分形成所述第一磁极 件集流器(50)的侧面(50C)，所述侧面(50C)沿横切所述侧部(50A)的方向延伸。6.根据权利要求5所述的磁性设备，其特征在于，所述凹部(R)的所述第二部分的所述 第二深度(§ )是所述凹部(R)的所述第一部分的直径(Dl)与所述凹部(R)的所述第二部 分的内径(D2)之差的至少两倍。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包 括铁磁元件(60)，所述铁磁元件(60)的侧部(60A)形成所述第二侧(1 的一部分，用于改 变磁化状态的电线圈GO)和至少一个第一磁芯GO)介于所述第一磁极件集流器(50)的 底部(50B)和所述铁磁元件(60)之间。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的磁性设备，其特征在于，所述磁极件(30A)包 括第二磁芯(90)。9.根据权利要求7所述的磁性设备，其特征在于，所述凹部(R)的所述第一部分适于容 纳所述铁磁元件(60)、所述磁芯00)和用于改变所述至少一个第一磁芯GO)的磁化状态 的所述电线圈(30)。10.根据权利要求8或9所述的磁性设备，其特征在于，所述凹部(R)的所述第二部分 适于容纳所述第二磁芯(90)。11.根据前述权利要求中的任一项所述的磁性设备，其特征在于，多个(N个)磁极件 (30A)被配置在所述支撑结构中，以形成具有预定数目的行和列的矩阵。12.根据权利要求7所述的磁性设备，其特征在于，所述铁磁元件(60)是被设计成将 所述至少一个第一磁通(Fl)传输到所述第二侧(1 的第二磁极件集流器，所述铁磁元件 (60)具有预定的高度0 )和与所述第一磁芯GO)的直径(D)相等的直径。13.根据权利要求12所述的磁性设备，其特征在于，在所述磁性设...

【专利技术属性】
技术研发人员：米凯莱·卡尔多内，乔瓦尼·科斯马伊，罗伯托·法兰达，安东尼诺·吉利奥，
申请(专利权)人：意大利泰磁公司，米兰综合工科大学，
类型：发明
国别省市：IT