Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. CN101795815 - Movable pole extension for a magnetic clamping apparatus and magnetic clamping apparatus having such movable pole extension

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ ZH ]
磁夹持设备用可动极端和具有可动极端的磁夹持设备


技术领域
本发明涉及一种磁夹持设备用可动极端(pole extension)和所述的具有这种可动极端的磁夹持设备,其中,可动极端包括:固定极构件,该固定极构件在预定纵向上延伸;以及至少两个可动极构件,该至少两个可动极构件被联接至固定极构件,至少两个可动极构件能相对于固定极构件移动;磁夹持设备包括适于容纳多个磁极件的框架,多个磁极件中的每个磁极件均具有限定夹持面的铁磁性极构件。 
背景技术
如这里所使用的那样,术语“磁夹持设备”是指: 
永磁体设备,即如下设备:在用于夹持或从其活动状态改变为非活动状态时不需要任何电力供给,反之亦然,并且形成有适当地配置在该设备内的永磁体; 
电永磁设备,即如下设备:在用于夹持时不需要任何电力供给,但是在致动和去致动时需要电力供给,并且形成有可逆永磁体(reversible permanent magnet),如果需要还形成有适当地配置在该设备内的静态永磁体(static permanent magnet); 
电磁设备,即如下设备:在用于夹持时需要电力供给,并且磁芯由铁磁材料制成。 
用于夹持铁磁性工件的磁夹持设备已知的是在加工期间或设备的致动期间需要在不使工件变形的情况下来夹持工件。 
特别地,每次在工件不能完全地贴在磁夹持设备的夹持面(clamping surface)时出现变形问题。 
在多数情况下,由于由磁夹持设备施加的力大,工件在被 夹持期间发生弹性变形,当从磁夹持设备释放工件时,工件具有恢复它们的初始形状的趋势,由此损害了加工精度。 
在消除上述缺陷的尝试中,引入了可动极端,该可动极端能够通过使磁性夹持面适应于工件来限制工件的变形。 
在由本申请的申请人在意大利专利IT 1222875中公开了这种可动极端的一个示例,该意大利专利申请的全部内容通过引用包含于此,以说明现有技术的可动极端的技术特征和操作特征。 
鉴于该文献公开的内容以及参考示出现有技术的极端的侧视图的图1可以回想的是,滑动面716的倾斜允许可动部件715在固定部件714的轴线方向、即与设备的基准面正交的方向上部分移动以及在可动部件715自身的横向上部分移动。 
一旦磁夹持设备(该图中未示出)被致动,极端713的可动部件将与工件(该图中未示出)的形状一致,并且被磁性地锁定在它们的位置,由此防止工件的任何上下或水平移位。 
原因在于:由磁夹持设备施加在固定部件714和可动部件715之间的磁性吸引力相当大;以及当极端被彼此相对地布置时极端的各滑动面的接合和组合作用。 
尽管如此,虽然上述专利IT 1222875公开的可动极端提供了无可争议的优点,但是它们仍存在某些缺陷,例如以下缺陷: 
在磁夹持设备被致动时部分磁通从极端泄漏; 
在行程(stroke)增大时,两个互补的部件在例如倾斜度为45°的倾斜面上滑动移位减小极端的可动部件和固定部件之间的接触面积,并且减小了能够用于工件夹持的磁通量; 
极端的可动部件在例如倾斜度为45°的倾斜面上的滑动运动可能干涉放置在夹持板上的其他工件; 
考虑到使各个滑动面相对,为每个极端设置例如倾斜度为 45°的一个倾斜面需要极端被适当地定向,这涉及到需要考虑可动极端的倾斜面的方向相对于相邻的可动极端的倾斜面的方向; 
可动极端到磁性板的固定复杂并且耗时,需要在极端中形成孔,需要将可动极端紧固至磁性板的给定数量的步骤,这增加了制造成本; 
在相同的极构件尺寸条件下,使用具有例如倾斜度为45°的倾斜面的可动极端需要极端的高度更大。 
发明内容
鉴于上述现有技术,本发明的目的是消除现有技术的极端的上述缺陷。 
根据本发明,本发明的目的是由磁夹持设备用可动极端和具有这种可动极端的磁夹持设备来实现,其中可动极端包括:固定极构件,该固定极构件在预定纵向上延伸;以及至少两个可动极构件,该至少两个可动极构件被联接至固定极构件,至少两个可动极构件能相对于固定极构件移动;磁夹持设备包括适于容纳多个磁极件(pole piece)的框架,多个磁极件中的每个磁极件均具有限定夹持面的铁磁性极构件。 
本发明提供了一种在用于保持将被加工和/或提升的工件的磁夹持设备中使用的可动极端,该可动极端能够在允许大量磁通流通的同时自动地与将被夹持的工件的形状一致,以使泄漏最小化且确保工件的牢固保持。 
特别地,本发明使得去除了可动极端和工件之间的间隙,由此优化了磁通流通,并且与相同尺寸的传统可动极端相比实现了夹持力增大40%。 
此外,利用本发明,不再需要可动极端的彼此相关的取向。 
可动极端的发明特征还防止了如碎屑等任何污物的进入,并且防止由此造成的操作故障。 
本发明的可动极端具有比形成有倾斜面的极端的高度尺寸小的高度尺寸,这增加了可动极端的多功能性。 
此外,通过避免使用用于将可动极端固定至磁夹持设备的夹持板的专用工具,可动极端的圆形构造大大简化了将可动极端固定到夹持板的操作。 
附图说明
从下面的由附图示出的非限制性的一个实际的实施方式的详细说明中,本发明的特征和优点将变得明显,在附图中: 
图1是现有技术的可动极端的侧视图; 
图2是如本发明公开的具有极端的磁夹持设备的立体图; 
图3和图4是如本发明公开的可动极端的第一实施方式的分解图; 
图5A是图3和图4的可动极端的俯视图; 
图5B和图5C均是沿图5A的线I-I截取的可动极端的剖视图,特别地,在图5B中,可动极端位于第一操作位置,在图5C中,可动极端位于第二操作位置; 
图6A是本发明的可动极端的第二实施方式的俯视图,图6B是沿图6A的线II-II截取的剖视图; 
图7A是本发明的可动极端的第三实施方式的俯视图; 
图7B和图7C均是沿图7A的线III-III截取的可动极端的剖视图,特别地,在图7B中,可动极端位于第一操作位置,在图7C中,可动极端位于第二操作位置。 
具体实施方式
现在参考图2,示出了如上所述的如电永磁性设备等磁夹持设备1,该磁夹持设备1的操作对于本领域的普通技术人员来说是公知的,这里将不做进一步说明。 
该磁夹持设备1具有由夹持板2限定的磁性面。 
该磁性板2配备有例如具有方形截面的多个磁极件3,由本领域所公知的磁路来致动和去致动磁极件3,将不对该磁路做进一步说明。 
如上文详细说明的那样,这些多个磁极件3中的某些磁极件3 A可以与对应的可动极端4机械地相连。 
每个可动极端4允许对铁磁性工件P进行支撑和夹持,该铁磁性工件P例如由如铣床或类似机器等机床来进行机械加工(未示出)。 
如图3至图7C所示,每个可动极端4包括: 
在预定纵向X-X上延伸的固定极构件5; 
联接至所述固定极构件5的至少两个可动极构件6和7,其中,该至少两个可动极构件6和7可相对于所述固定极构件移动;以及 
保持装置8。 
特别地,保持装置8可在第一操作位置P1(图5B、图7B)和第二操作位置P2(图5C、图7C)之间沿所述预定纵向X-X移动。 
如下文中更好地说明的那样,保持装置8和至少两个可动极构件6和7可在第一操作位置P 1和第二操作位置P2之间沿多个不同的方向移动。 
例如,如果固定极构件5在垂直于磁夹持设备1的夹持板2的表面的纵向X-X上延伸,则用于容纳每个可动极构件6和7的保持装置8可以在所述纵向X-X上轴向地移动,而至少两个可动 极构件6和7可以在相对于所述预定纵向X-X倾斜的方向上移动,以形成预定的倾斜角。 
换言之,至少两个可动极构件6和7中的每一个均可以在所述保持装置8移动所在的预定纵向X-X之外的方向上移动。 
固定极构件5以及至少两个可动极构件6和7通过互补轮廓之间的表面接触形状配合(surface contact form fit)来联接。 
有利地,保持装置8被可操作地安装至固定极构件5。 
应该注意的是,保持装置8对所述至少两个可动极构件6和7进行操作,以保持所述至少两个可动极构件6和7与所述固定极构件5匹配接触。 
此外,一旦磁夹持设备被致动,则该匹配接触提供了高磁通流通,以在确保工件P的牢固夹持的同时使磁泄漏最小化。 
因此,保持装置8限定如下磁性面:该磁性面能够在所述第一操作位置P1和所述第二操作位置P2之间移动,并且还能够通过用作磁通收集器而传递来自磁极件3的磁极件3A的部分磁通,以增强可动极端4的磁性能。 
保持装置8具有以下特征: 
它们可在第一操作位置P1(图5B、图7B)和第二操作位置P2(图5C、图7C)之间沿所述预定纵向X-X移动; 
它们用作来自磁极件3的磁极件3A的部分磁通的收集器; 
它们对所述至少两个可动极构件6和7进行操作,以保持所述至少两个可动极构件6和7与所述固定极构件5匹配接触。 
换言之,保持装置8是可动极构件保持装置。 
有利地,保持装置8包括与所述固定极构件5为可滑动匹配关系的中空构件9,所述中空构件9能够通过互补轮廓之间的形状配合来保持所述固定极构件5的至少一部分5A,并且所述中空构件9能够容纳所述至少两个可动极构件6和7。 
特别地,中空构件9包括端壁9A,且侧壁9B从端壁9A沿所述纵向X-X延伸,以容纳所述固定极构件5的所述至少一部分5A。 
具体如图3和图4所示,端壁9A用作工件P放置在可动极端4上时的支撑面。 
另外,如果该工件P具有非平面,则中空构件9的端壁9A可以被形成为具有与该工件P的表面匹配的形状。 
抵接装置10被设置成限制中空构件9相对于固定极构件5在第一操作位置和第二操作位置之间的行程,该抵接装置由槽10A和引导销10B组合构成,该槽10A平行于所述纵向X-X开口到固定极构件5的外表面,该引导销10B被设计成在贯通形成于中空构件9的侧壁9B的孔10C之后在槽10A内滑动,所述孔10C面朝所述槽10A。 
由于引导销10B在槽10A内的滑动运动,抵接装置10将保持装置8约束在第一操作位置P1和第二操作位置P2之间。 
特别地,槽10A限定保持装置8所覆盖的行程的顶端(位置P1)和底端(位置P2)。 
本领域的普通技术人员能够明显地想到在结构和/或功能上等同于上述槽10A、引导销10B和孔10C的组合的其他类型的抵接装置。 
此外,应该注意的是,固定极构件5的底部配备有用于将固定极构件5机械地固定至磁夹持设备1的夹持板2的磁极件3A的紧固装置15。 
这些紧固装置15例如由与形成于磁夹持设备1的磁极件3A的对应螺纹孔16配合的螺钉15A构成。 
本领域的普通技术人员能够明显地想到在结构和/或功能上等同于上述螺钉15A和螺纹孔16的组合的其他类型的紧固装置。 
形成固定极构件5、两个可动极构件6和7以及保持装置8的材料优选为铁磁性材料。 
现在参考图3至图5C,示出本发明的第一实施方式,其中示出的固定极构件5具有圆形平面形状。 
保持装置8也具有圆形平面形状,由此,保持装置8能够通过互补轮廓之间的形状配合来容纳所述固定极构件5的至少一部分5A。 
这里,保持装置8由中空筒状容器构成,该中空筒状容器的端壁9A具有用于支撑铁磁性工件P的平坦面,该铁磁性工件P平行于磁夹持设备的夹持面,并且该中空筒状容器的侧壁9B容纳所述固定极构件5的至少一部分5A。 
中空筒状容器在第一操作位置P1(图5B)和第二操作位置P2(图5C)之间沿预定纵向X-X自由移动。 
因此,当中空筒状容器位于第一操作位置P 时,可动极端4处于最大延伸状态,而当中空筒状容器位于第二操作位置P2时,可动极端4处于最小延伸状态。 
应该注意的是,由于固定极构件5具有限定至少两个表面12和13的收容器11,该至少两个表面提供与至少两个可动极构件6和7的互补轮廓之间的表面接触形状配合,因此保持装置8可以在纵向X-X上移动。 
有利地,至少两个可动极构件6和7中的每一个可动机构及均与所述至少两个表面12和13中的对应的一个表面可滑动地匹配接触。 
由于缺少间隙,因此,该特征使由可动极端4引起的磁通泄漏和磁力减小最小化。 
应该注意的是,两个表面12和13优选沿相反的方向取向并 且朝向底部14会聚。这些表面可以被确定为如二次代数曲面等曲面,这些表面还被已知为二次曲面。 
特别地,通过特殊加工来获得表面12和13,以获得与可动极构件6和7的表面匹配的轮廓。 
在本发明的该优选实施方式中,固定极构件5的收容器11的特殊加工使得至少两个二次代数曲面12和13具有大致柱形状。 
在这种情况下,还参考图3和图4,这些柱面12和13的母线(generator)相对于预定纵向X-X形成40°至50°角,优选形成45°角。 
因此,两个柱面12和13形成可动极构件6和7能够沿着滑动的收容器,从而使得保持装置8也在所述第一操作位置P1和所述第二操作位置P2之间移动。 
换言之,可动极构件6和7能够在相对于所述纵向X-X倾斜40°至50°角、优选倾斜45°角的方向上滑动,而保持装置8在第一操作位置P1(图5B)和第二操作位置P2(图5C)之间与夹持板2正交地移动。 
有利地,附图中示出的具体实施方式提供了与现有技术的极端相比高度较小的可动极端,这增大了机床的有用高度。 
应该注意的是,当可动极端4处于最小延伸状态(P2)时,可动极构件6和7被保持在形成于固定极构件5的收容器11内。 
尽管这里仅示出了两个曲面12和13,应该想到的是,根据具体的设计要求,收容器11可以限定多个曲面。 
如图5A、图5B和图5C所示,还可选地设置弹性装置17,该弹性装置17对两个可动极构件6和7进行操作,以保持所述两个可动极构件6和7与所述固定极构件5的两个表面12和13接触并且将保持装置8保持在第一操作位置P1,即可动极端4的最大延 伸位置。 
特别地,弹性装置17包括置于所述至少两个可动极构件6和7之间的至少一个弹簧。 
在如图5A、图5B和图5C所示的实施方式中,设置有两个弹簧,以将可动极构件6和7更好地附着到柱面12和13。 
在该第一实施方式中,抵接装置10由平行于所述纵向X-X开口到固定极构件5的外表面的三个槽10A和三个对应的引导销10B构成,每个引导销10B在对应的槽10A内滑动,这些销贯通形成于中空构件9的侧壁9B的对应孔10C,每个孔10C均面朝其对应的槽10A。 
现在参考图6A和图6B,示出本发明的第二实施方式,该实施方式与第一实施方式的不同在于固定极构件5的至少两个倾斜面12A和13A相对于预定纵向X-X具有不同的倾斜度。 
特别地,至少两个倾斜面12A和13A为至少两个可动极构件6和7限定各自的滑动面,可动极构件6和7中的每一个均与所述固定极构件5的对应表面可滑动地匹配接触。 
有利地,各自倾斜面12A和13A彼此相反地取向,例如,这些各自倾斜滑动面中的每个滑动面相对于所述预定纵向X-X形成40°至50°角,优选形成45°角。 
换言之,可动极构件6和7在相对于所述预定纵向X-X倾斜40°至50°角、优选倾斜45°角的方向上滑动,而保持装置8与夹持板2正交地移动。 
应该注意的是,在该第二实施方式中,如果弹性装置17被设计成对至少两个可动极构件6和7进行操作,以保持所述至少两个可动极构件6和7与固定极构件5的倾斜面12A和13A接触,则这些弹性装置17包括置于所述至少两个可动极构件6和7之间的至少一个弹簧。 
优选地,对于各可动极构件6和/或7,均有被置于保持装置8与可动极构件6和/或7之间的一个弹簧。 
现在参考图7A至图7C,示出本发明的第三实施方式,该第三实施方式与第一实施方式和第二实施方式的不同在于极端4具有四边形形状。 
特别地,固定极构件5和保持装置8都具有四边形平面形状。这些构件的尺寸与磁夹持设备1的与极端4相关联的磁极件的表面的尺寸相同,由此确保连续的磁通传导截面,同时使磁通泄漏和磁力减小的原因最小化。 
在该具体实施方式中,固定极构件5仍包括相对于预定纵向X-X倾斜的至少两个表面12B和13B。 
特别地,至少两个倾斜面12B和13B为至少两个可动极构件6和7限定各自的滑动面,可动极构件6和7中的每一个均与所述固定极构件5的对应表面12B和13B可滑动地匹配接触。 
有利地,各自倾斜面12B和13B彼此相反地取向,例如,这些各自倾斜滑动面中的每个倾斜滑动面相对于所述预定纵向X-X均形成40°至50°角,优选形成45°角。 
换言之,可动极构件6和7在相对于所述预定纵向X-X倾斜40°至50°角、优选倾斜45°角的方向上滑动,而保持装置8与夹持板2正交地移动。 
应该注意的是,在该第三实施方式中,保持装置8由中空平行六面体状容器构成,该平行六面体状容器在第一操作位置P 1(图7B)和第二操作位置P2(图7C)之间沿预定纵向X-X自由移动。 
作为上述方案的可选方案,在上述任意一个实施方式中,固定极构件5和保持装置8可以具有多边形(六边形、八边形等)形状、椭圆形状和带圆角的多边形形状。 
关于具有上述极端4的磁夹持设备1的操作,中空构件9的端壁9A响应弹性装置17的动作首先位于第一操作位置P1,在该第一操作位置P1,可动极端4处于其最大延伸状态。 
当工件P被放置在极端4上时,保持装置8在工件P的重量的作用下沿预定纵向X-X从第一操作位置P1向下移动至第一操作位置P1和第二操作位置P2之间的中间位置或者靠近第二操作位置P2。 
由于每个可动极端4的保持装置8能够与固定极构件5无关地在纵向X-X上移动,因此,每个可动极端4均能够改变其高度,由此,放置工件P的表面和磁夹持设备1的夹持板2之间的距离可以根据工件P的现存变形而改变。 
使用如上所述的圆形平面形状或方形平面形状的多个极端为工件P提供由所有极端的表面构成的能够自动地与将被夹持的工件P的形状一致的夹持面,该多个极端通过将螺钉15A紧固在对应的螺纹孔16内而与磁夹持设备1相连。当极端配备有被设计成将中空构件9保持在最大允许延伸状态的弹性装置17时,在磁夹持设备1仍未致动的状态下,也能产生该形状一致。 
可动极构件6和7相对于各可动极端4的固定极构件5的配置允许可动极构件保持装置8在纵向X-X、即与磁夹持设备1的夹持板2正交的方向上移动。 
在磁夹持设备1被致动时,所有的可动极端4以及已经适于工件P的形状和重量的可动极构件保持装置8将被锁定在它们的位置,从而防止工件P的任何上下或水平移位。 
应该注意的是,工件P、保持装置8、可动极构件6和7、固定极构件5和磁极件3A的连续且一致的接触使间隙和磁通泄漏最小化,由此使磁通被有用地传递至正被夹持的工件P。 
这将在不需要相关设备的磁性面的磁通势的任何增大的情况下确保极端4的高夹持力和高可靠操作。 
即使在磁性提升设备或磁性处理设备上,也可以有利地在直立或倒转位置使用上述极端。 
如果在倒转位置使用极端,则即使不设置弹性装置17,保持装置8也将处于最大延伸状态,所有可动构件的重量足以使所有可动构件向下滑动运动。 
在将被提升的工件P被放置在可动极端4的保持装置8上时,保持装置8将具有移回用于补偿工件P的局部变形所需的范围的趋势。因此,所有的可动极端4将形成适于与工件P的形状一致的夹持面,所有相关的极端与工件P直接接触。 
一旦磁夹持设备被致动,如上所述,各极端4的保持装置8和可动极构件6和7将被锁定在它们的相对位置,由此牢固地保持将被提升的工件P。 
本领域的普通技术人员明显地应该理解的是,为了满足具体需要,在不背离如所附的权利要求书所限定的本发明的范围的前提下,可以对上述配置进行多种修改和变型。