CN109128952A - 一种电磁夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电磁夹具,包括底座、导轨支座、电磁基座、线圈、电磁压块、交流电源、监测模块、电线,所述底座两端设有弧形导轨,所述弧形导轨分别与左右两侧的导轨支座连接,所述导轨支座与电磁基座通过滑动导轨连接,所述电磁基座上方配备有电磁压块,所述电磁基座中间设有两个线圈,所述线圈通过电线与交流电源连接,所述电线还连接有监测模块。本发明可以避免软板在加工时产生弯曲、翻转等现象,有利于加工的进行;实现多种规格板材、刚柔结合板等的通用装夹定位;能将装夹时的压力量化,针对不同的板材使用不同的压力并实时监测,保护板材的完整性免受破坏。
Description
技术领域
本发明属于PCB加工技术领域,具体涉及一种电磁夹具。
背景技术
微纳加工作为制约航空航天、精密仪器等发展的关键技术之一,是近年来制造业的重要研究方向之一。加工方式主要包括机械、激光、等离子蚀刻等,加工材料主要包括硬脆材料、柔性材料、刚柔结合材料等。
夹具的设计是随着制造业发展而衍生的一门技术,在板材的微纳加工领域,为了保持板材在加工过程中的尺寸精度以及位置精度,需要使用恰当的方法进行固定。例如,专利ZL201410234931.8公开了一种PCB夹具,不仅能很好夹持PCB,且能实现PCB横向以及竖向位置的快速切换,满足PCB不同偏转角度的加工,但是其存在对所夹持的PCB尺寸规格有限制且不能控制所夹持的力度等缺点,无法实现不同尺寸规格以及种类的PCB装夹,以实现保护夹持过程中PCB免受损坏等功能。专利ZL201410520412.8也公开了一种PCB夹具,可实现依据PCB板的大小对夹具进行调节,便于固定不同尺寸PCB的效果,但是存在无法调节PCB的偏转角度,不适用于PCB软板的装夹以及通孔等结构的加工等缺点。
板材加工过程中夹具的功能主要是用于固定板材以辅助加工顺利进行,由于不同板材的特性以及加工要求,除了实现基本的装夹功能外,对夹具还有着不同的要求:对于硬板材料,采用夹具固定时在保证正常加工的情况下还需保证板材的完整性不受破坏;对于软板材料,除与硬板同样的要求外,还需考虑软板材料在固定加工时的变形等情况,如软板等特殊材料在加工时,由于刚度不够,易起皱、弯曲、翻转等,难以满足其加工时的平面度及尺寸位置精度等要求。
当前的夹具大部分具有特异性,只能针对同一类或者结构性能相似的工件进行加工,缺乏可以实现不同性质板材的不同加工方式(如通孔、盲孔、切割、雕刻等)的夹具的统一。此外,由于夹具的特异性,不利于与其他辅助加工工艺灵活配合。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种电磁夹具,可以避免软板在加工时产生弯曲、翻转等现象,有利于加工的进行;实现多种规格板材、刚柔结合板等的通用装夹定位;能将装夹时的压力量化,针对不同的板材使用不同的压力并实时监测,保护板材的完整性免受破坏。
本发明的技术方案为:一种电磁夹具,其特征在于,包括底座、导轨支座、电磁基座、线圈、电磁压块、交流电源、监测模块、电线,所述底座两端设有弧形导轨,所述弧形导轨分别与左右两侧的导轨支座连接,所述导轨支座与电磁基座通过滑动导轨连接,所述电磁基座上方配备有电磁压块,所述电磁基座中间设有两个线圈,所述线圈通过电线与交流电源连接,所述电线还连接有监测模块。特别的,本发明中所述的底座、导轨支座、滑动导轨、电磁基座、线圈、电磁压块、交流电源、监测模块、电线均可通过任一现有技术实现。
进一步的,所述的底座上标记有刻度,所述底座上方两侧均设有弧形导轨,所述底座开设有螺纹孔及安装有锁紧螺钉,所述锁紧螺钉通过与螺纹孔的配合并利用螺钉前端与导轨支座弧形导块的相互挤压达到固定作用,所述底座中间部分开设有型腔,所述底座上刻度为偏转指示刻度,刻度范围为-45~45°。
进一步的,所述导轨支座的底部为弧形导块,所述导轨支座内侧开设有倒T型槽,所述导轨底座上标记有长度刻度线。
进一步的,所述线圈为电磁线圈,通过电线与交流电源导通,所述电磁基座两侧均设有T型导块。
进一步的,所述监测模块包括相互连接的检测模块与显示模块。
进一步的,所述的电磁基座顶部与电磁压块底部均涂覆有保护膜。
本申请发明人通过大量的创造性劳动,使本发明的技术方案达到以下的技术效果:
1. 可以避免软板在加工时产生弯曲、翻转等现象,有利于加工的进行;
2. 可实现多种规格板材、刚柔结合板等的通用装夹定位;
3. 将装夹时的压力量化,针对不同的板材使用不同的压力并实时监测,保护板材完整性;
4. 使用电磁原理进行装夹,结构简单,通用性强,且装夹及取出时只需通过控制交流电源的开关,操作方便;
5. 板材悬空固定,在加工时能对夹具起到保护作用。
6. 夹具结构简单,与其他辅助加工手段的结合性强。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1. 通过底座上的弧形导轨以及导轨支座底部的弧形导轨相互配合,可以实现夹具偏转角度的调节,偏转角度通过底座上的刻度线确定,调节完偏转角度后,通过底座上的锁紧螺钉锁紧,使得底座与导轨支座之间相互固定,可实现一次装夹完板材的平面及不同斜面角度的加工,不需要进行多次装夹调节。
2. 导轨支座通过倒T型槽与电磁基座的T型导块相互配合,实现两个电磁基座之间相互位置的调节,可通过调节两个电磁基座之间的相互位置实现不同大小板材的装夹,使得夹具适用于不同规格板材的装夹。特别在装夹完柔性板材之后可以通过调节两电磁基座之间的相互位置调整柔性板材的松紧程度,避免加工时柔性板材发生弯曲等现象的发生。
3. 夹具使用时,先根据板材的大小调整两电磁基座之间的相互位置,位置的大小可以通过导轨支座上的长度刻度线确定,将板材放置在两电磁基座上,并通过电线接通外部的交流电源,线圈通过交流电流产生磁场,电磁压块被磁场作用与电磁基座贴合,提供压合力,实现板材的装夹。
4. 可综合考虑所需压合力的大小以及加工条件,调节交流电源输出参数从而调节线圈产生磁场的大小,同时可以通过监测模块将对应的参数检测并显示出来。一方面,可以实现不同板材最佳适应压合力的确定以及使用,以保证板材在装夹时结构形状等的完整性。两交流电源输出参数的相互独立可以实现复合板材(如刚柔结合材料)装夹时对不同材料的压合力要求。另一方面在金属材料加工时有助于切屑的排出以及导向,在激光加工时可以通过电磁场实现等离子体的导向控制,以提高加工质量等。
5. 电磁基座顶部与电磁压块底部均涂覆有摩擦系数大、硬度低的保护膜,摩擦系数大可保证软板等在装夹后位置调整时的拉力,硬度低可以保护板材在装夹时的表面不受摩擦损坏。
6. 夹具底座上的型腔可在加工(如机械加工、激光加工等)时结合其他辅助手段,例如在板材加工时从底部吹风以降低加工温度等,以提高板材的加工质量。同时型腔的存在使得板材悬空固定,有利于例如通孔等结构的加工,起到保护夹具的作用。
7. 电磁场的存在除了在固定板材方面起作用外,还可以通过控制交流电源输出参数的大小从而控制电磁场的大小,进而对机械金属板材加工时切屑起去除以及导向作用,对激光加工时等离子起控制作用,均有利于加工质量的提高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的装夹加工示意图;
图3为本发明的装夹加工示意图;
其中,1-底座,2-导轨支座,21-弧形导块,22-倒T型槽, 3-电磁基座, 31-T型块,4-交流电源,5-电磁压块,6-线圈,7-保护膜,8-监测模块,9-电线,10-型腔,11-锁紧螺钉,12-螺纹孔,13-弧形导轨,20-板材,201-连续式金属切屑,202-崩碎式金属切屑,203-正离子,204-负离子,30-钻头,40-激光束。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例,以详细说明本发明的技术方案。
实施例1
一种电磁夹具,其特征在于,包括底座1、导轨支座2、电磁基座3、线圈6、电磁压块5、交流电源4、监测模块8、电线9,所述底座两端设有弧形导轨13,所述弧形导轨分别与左右两侧的导轨支座2连接,所述导轨支座2与电磁基座3通过滑动导轨22/31连接,所述电磁基座3上方配备有电磁压块5,所述电磁基座3中间设有两个线圈6,所述线圈6通过电线9与交流电源4连接,所述电线9还连接有监测模块8。特别的,本发明中所述的底座2、导轨支座2、电磁基座3、线圈6、电磁压块5、交流电源4、监测模块8、电线9均可通过任一现有技术实现。
进一步的,所述的底座1上标记有刻度,所述底座上方两侧均设有弧形导轨13,所述底座开设有螺纹孔12及安装有锁紧螺钉11,所述底座中间部分开设有型腔10,所述底座上刻度为偏转指示刻度,刻度范围为-45~45°。
进一步的,所述导轨支座2的底部为弧形导块21,所述导轨支座内侧开设有倒T型槽22,所述导轨底座上标记有长度刻度线。
进一步的,所述线圈为电磁线圈6,通过电线9与交流电源4导通,所述电磁基座3两侧均设有T型导块31。
进一步的,所述监测模块8包括相互连接的检测模块与显示模块。
进一步的,所述的电磁基座3顶部与电磁压块5底部均涂覆有保护膜7。
与现有技术相比,本实施例的有益效果在于:
1. 通过底座上的弧形导轨以及导轨支座底部的弧形导轨相互配合,可以实现夹具偏转角度的调节,偏转角度通过底座上的刻度线确定,调节完偏转角度后,通过底座上的锁紧螺钉锁紧,使得底座与导轨支座之间相互固定,可实现一次装夹完板材的平面及不同斜面角度的加工,不需要进行多次装夹调节。
2. 导轨支座通过倒T型槽与电磁基座的T型导块相互配合,实现两个电磁基座之间相互位置的调节,可通过调节两个电磁基座之间的相互位置实现不同大小板材的装夹,使得夹具适用于不同规格板材的装夹。特别在装夹完柔性板材之后可以通过调节两电磁基座之间的相互位置调整柔性板材的松紧程度,避免加工时柔性板材发生弯曲等现象的发生。
3. 夹具使用时,先根据板材的大小调整两电磁基座之间的相互位置,位置的大小可以通过导轨支座上的长度刻度线确定,将板材放置在量电磁基座上,并通过电线接通外部的交流电源,线圈通过交流电流产生磁场,电磁压块被磁场作用与电磁基座贴合,提供压合力,实现板材的装夹。
4. 可综合考虑所需压合力的大小以及加工条件,调节交流电源输出参数从而调节线圈产生磁场的大小,同时可以通过监测模块将对应的参数检测并显示出来。一方面,可以实现不同板材最佳适应压合力的确定以及使用,以保证板材在装夹时结构形状等的完整性。两交流电源输出参数的相互独立可以实现复合板材(如刚柔结合材料)装夹时对不同材料的压合力要求。另一方面在金属材料加工时有助于切屑的排出以及导向,在激光加工时可以通过电磁场实现等离子体的导向控制,以提高加工质量等。
5. 电磁基座顶部与电磁压块底部均涂覆有摩擦系数大、硬度低的保护膜,摩擦系数大可保证软板等在装夹后位置调整时的拉力,硬度低可以保护板材在装夹时的表面不受摩擦损坏。
6. 夹具底座上的型腔可在加工(例如机械加工、激光加工等)时结合其他辅助手段,例如在板材加工时从底部吹风以降低加工温度等,以提高板材的加工质量。同时型腔的存在使得板材悬空固定,有利于例如通孔等结构的加工,起到保护夹具的作用。
7. 电磁场的存在除了在固定板材方面起作用外,还可以通过控制交流电源输出参数的大小从而控制电磁场的大小,进而对机械金属板材加工时切屑起去除以及导向作用,对激光加工时等离子起控制作用,均有利于加工质量的提高。
实施例2
本实施例提供一种采用实施例1的电磁夹具对刚性板材进行装夹加工的方式:根据板材20的大小调整电磁基座3的相对位置,调整到相应位置后,将板材20放置在电磁基座3上,打开交流电源4,线圈6在交流电的作用下产出磁场,在磁场的作用下电磁压块5与电磁基座3压合在一起,达到固定板材20的作用,通过检测模块8检测并显示压合力的大小,根据板材20的种类调整交流电源4的输出参数,同时调整底座1与导轨支座2的相互偏转位置,通过底座1上的刻度确定偏转角度,使用锁紧螺钉11进行锁紧。
实施例3
本实施例提供一种采用实施例1的电磁夹具对柔性板材以及刚柔结合板进行装夹加工的方式:将板材20放置在电磁基座3上,打开交流电源4,线圈6在交流电的作用下产出磁场,在磁场的作用下电磁压块5与电磁基座3压合在一起,达到固定板材20的作用,调整电磁基座3的相对位置,使得板材20软板部分张驰程度始终,呈现出平面状态,通过检测模块8检测并显示压合力的大小,根据板材20的种类调整交流电源4的输出参数,同时调整底座1与导轨支座2的相互偏转位置,通过底座1上的刻度确定偏转角度,使用锁紧螺钉11进行锁紧。
实施例4
本实施例提供一种采用实施例1的电磁夹具的装夹方式,如图2所示,板材20的装夹如实施例一所示,通过调节交流电源4的输出参数,控制线圈6产生的磁场,电磁压块5在电磁场的作用下与电磁基座3紧密压合,相关参数通过监测模块8测量并显示出来。在金属板材20的机械钻头30的加工过程中,由于电磁场的存在,一方面,产生的块状切屑202在电磁场的作用下被电磁压块5吸附,达到辅助排屑的效果,在加工结束后关闭交流电源4,磁场消失,可轻易清理掉块状切屑202;另一方面,产生的连续切屑201在电磁场的作用下往一定方向运动,达到排屑导向的作用,不易产生缠屑现象。
实施例5
本实施例提供一种采用实施例1的电磁夹具的装夹方式,如图3所示,板材20的装夹如实施例一所示,通过调节交流电源4的输出参数,控制线圈6产生的磁场,电磁压块5在电磁场的作用下与电磁基座3紧密压合,相关参数通过监测模块7测量并显示出来。使用激光束40进行板材20的加工,在电磁场的作用下,原先做杂乱无章运动的正离子203和负离子204往相反的方向有序运动,此时正离子203和负离子204运动有序且可通过调节交流电源4输出参数的变化控制,辅助激光束40的加工,提高加工质量。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。对于本发明中所有未详尽描述的技术细节,均可通过本领域任一现有技术实现。
Claims (6)
1.一种电磁夹具,其特征在于,包括底座、导轨支座、电磁基座、线圈、电磁压块、交流电源、监测模块、电线,所述底座两端设有弧形导轨,所述弧形导轨分别与左右两侧的导轨支座连接,所述导轨支座与电磁基座通过滑动导轨连接,所述电磁基座上方配备有电磁压块,所述电磁基座中间设有两个线圈,所述线圈通过电线与交流电源连接,所述电线还连接有监测模块。
2.如权利要求1所述的一种电磁夹具,其特征在于,所述的底座上标记有刻度,所述底座上方两侧均设有弧形导轨,所述底座开设有螺纹孔及安装有锁紧螺钉,所述锁紧螺钉通过与螺纹孔的配合并利用螺钉前端与导轨支座弧形导块的相互挤压达到固定作用,所述底座中间部分开设有型腔,所述底座上刻度为偏转指示刻度,刻度范围为-45~45°。
3.如权利要求1所述的一种电磁夹具,其特征在于,所述导轨支座的底部为弧形导块,所述导轨支座内侧开设有倒T型槽,所述导轨支座上标记有长度刻度线。
4.如权利要求1所述的一种电磁夹具,其特征在于,所述线圈为电磁线圈,通过电线与交流电源导通,所述电磁基座两侧均设有T型导块。
5.如权利要求1所述的一种电磁夹具,其特征在于,所述监测模块包括相互连接的检测模块与显示模块。
6.如权利要求1所述的一种电磁夹具,其特征在于,所述的电磁基座顶部与电磁压块底部均涂覆有保护膜。
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