CN110732905B - 一种采用包覆式夹持的磁性夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用包覆式夹持的磁性夹具，包括底部封闭的外罩筒、工件托盘、钢球容纳槽、圆环隔板、第一电磁铁、电磁振荡器、钢球循环泵、泵驱动电机和供料管，外罩筒设有内筒缘，第一电磁铁通过一个磁铁护罩固定在钢球容纳槽的中部，工件托盘固定在磁铁护罩上，工件托盘的底部间隔设有回流孔，工件托盘的环壁上端间隔设有分散孔，工件托盘的外壁上还设有控制阀，圆环隔板、工件托盘的外壁、外罩筒的内壁和内筒缘之间形成有环状的分散腔室，分散孔与分散腔室连通，供料管的一端与钢球循环泵连通，供料管的另一端与分散腔室连通；本发明能够使磁性夹具即可适应磁性工件，又可适应非磁性工件，大大拓展了应用范围，提高装夹工作的效率。

Description

一种采用包覆式夹持的磁性夹具

技术领域

本发明涉及一种采用包覆式夹持的磁性夹具。

背景技术

电磁吸盘是一种利用电磁效应产生磁场进而吸附导磁物体的一种装置，其结构紧凑，吸附力强，广泛应用在物品抓取定位领域。但是，电磁磁盘只能对导磁性材料进行吸附，对于塑料、不锈钢、有色金属等非导磁性材料却无能为力，影响装夹工作的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种采用包覆式夹持的磁性夹具。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种采用包覆式夹持的磁性夹具，包括底部封闭的外罩筒，以及设于外罩筒内的工件托盘、圆环形的钢球容纳槽、其外径与外罩筒内径相等的圆环隔板、第一电磁铁、电磁振荡器、钢球循环泵、泵驱动电机和与钢球循环泵对应的供料管，所述外罩筒的顶部设有内筒缘，所述泵驱动电机和钢球循环泵固定在外罩筒的底部，所述钢球容纳槽支撑于泵驱动电机和钢球循环泵的顶面、且与钢球循环泵连通，所述钢球容纳槽内存储有导磁钢球，所述泵驱动电机与钢球循环泵传动连接，所述第一电磁铁通过一个磁铁护罩固定在钢球容纳槽的中部，所述电磁振荡器固定在磁铁护罩内，所述工件托盘固定在磁铁护罩上，所述工件托盘的底部间隔设有回流孔，所述工件托盘的环壁上端间隔设有分散孔，所述工件托盘的外壁上还设有控制阀，所述控制阀用于打开和封堵回流孔，所述圆环隔板支撑于工件托盘的外壁上端，所述圆环隔板、工件托盘的外壁、外罩筒的内壁和内筒缘之间形成有环状的分散腔室，所述分散孔与分散腔室连通，所述供料管的一端与钢球循环泵连通，所述供料管的另一端向上贯穿钢球容纳槽后连接在隔板上、且与分散腔室连通。

其中，所述控制阀包括阀支架、第二电磁铁、阀复位弹簧、阀吸合片和圆环阀片，所述阀支架固定在工件托盘上，所述第二电磁铁固定在阀支架上，所述阀支架上设有限位爪，所述圆环阀片活动贴靠在工件托盘的底部，所述阀吸合片的一端固定在圆环阀片上，所述阀复位弹簧的一端固定连接在阀支架上，所述阀复位弹簧的另一端固定连接在阀吸合片的另一端上，当所述第二电磁铁断电时，所述阀吸合片在阀复位弹簧作用下与限位爪顶靠，使圆环阀片封堵住回流孔。

其中，所述钢球循环泵包括泵体、泵端盖和螺杆，所述泵体内设有空腔，所述泵体的顶面错开设有与空腔连通的进料口和出料口，所述进料口与钢球容纳槽连通，所述出料口与供料管的一端连通，所述螺杆设于空腔内，所述泵端盖固定在泵体的一端，所述螺杆的一端贯穿泵端盖后与泵驱动电机传动连接。

其中，所述钢球循环泵的数量为三组，所述磁铁护罩的底部固定有齿轮轴，所述齿轮轴上固定有中心圆锥齿轮，所述泵驱动电机的输出端以及每个所述螺杆的一端均连接有小圆锥齿轮，所述小圆锥齿轮与中心圆锥齿轮啮合。

本发明的有益效果为：通过上述结构设置，使磁性夹具即可适应磁性工件，又可适应非磁性工件，大大拓展了应用范围，提高装夹工作的效率。

本发明采用大量的导磁钢球对工件进行包覆式夹持，能够将磁力分散，获得更均匀的夹紧力，尤其对具有空腔的薄壁工件，导磁钢球可以填充进工件的空腔内，增加工件的刚度，减少工件装夹变形和加工共振，能够获得更高的加工精度，同时利用导磁钢球数量多、体积小、分散性好的特点，使磁性夹具能够适用各种异型工件的夹持，且分散的导磁钢球，增加了与工件的有效接触面积，减小压强，更利于保护工件的外形，尤其适合塑料工件等低硬度材料的装夹需求。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明第一视角的部分结构示意图；

图4是本发明第二视角的部分结构示意图；

图5是本发明第三视角的部分结构示意图；

图6是本发明中控制阀的结构示意图；

图7是本发明中工件托盘的结构示意图；

附图标记说明：1-外罩筒；11-内筒缘；2-工件托盘；21-回流孔；22-分散孔；3-钢球容纳槽；4-圆环隔板；5-第一电磁铁；6-电磁振荡器；7-钢球循环泵；71-泵体；72-泵端盖；73-螺杆；8-泵驱动电机；9-供料管；10-磁铁护罩；20-控制阀；201-阀支架；2011-限位爪；202-第二电磁铁；203-阀复位弹簧；204-阀吸合片；205-圆环阀片；30-分散腔室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种采用包覆式夹持的磁性夹具，包括底部封闭的外罩筒1，以及设于外罩筒1内的工件托盘2、圆环形的钢球容纳槽3、其外径与外罩筒1内径相等的圆环隔板4、第一电磁铁5、电磁振荡器6、钢球循环泵7、泵驱动电机8和与钢球循环泵7对应的供料管9，所述外罩筒1的顶部设有内筒缘11，所述泵驱动电机8和钢球循环泵7固定在外罩筒1的底部，所述钢球容纳槽3支撑于泵驱动电机8和钢球循环泵7的顶面、且与钢球循环泵7连通，所述钢球容纳槽3内存储有导磁钢球，所述泵驱动电机8与钢球循环泵7传动连接，所述第一电磁铁5通过一个磁铁护罩10固定在钢球容纳槽3的中部，所述电磁振荡器6固定在磁铁护罩10内，所述电磁振荡器6的数量为三个，便于导磁钢球充分抖动，所述工件托盘2固定在磁铁护罩10上，所述工件托盘2的底部设有呈圆周阵列分布的回流孔21，所述工件托盘2的环壁上端设有呈圆周阵列分布的分散孔22，所述工件托盘2的外壁上还设有控制阀20，所述控制阀20用于打开和封堵回流孔21，所述圆环隔板4支撑于工件托盘2的外壁上端，所述圆环隔板4、工件托盘2的外壁、外罩筒1的内壁和内筒缘11之间形成有环状的分散腔室30，所述分散孔22与分散腔室30连通，所述供料管9的一端与钢球循环泵7连通，所述供料管9的另一端向上贯穿钢球容纳槽3后连接在隔板上、且与分散腔室30连通。

本实施例的具体运作原理是：将大量的导磁钢球存储在钢球容纳槽3内，同时控制阀20封堵住工件托盘2上的回流孔21，工作时，先将工件放入工件托盘2的承载平面上，而位于钢球容纳槽3内的导磁钢球会进入钢球循环泵7内，然后泵驱动电机8带动钢球循环泵7工作，使导磁钢球在钢球循环泵7的作用下被送入供料管9内，经过供料管9后进入分散腔室30内，然后从工件托盘2上的分散孔22散落在工件托盘2内，一部分导磁钢球落在承载平面上，另一部分导磁钢球落在工件上，从而将工件初步定位；初步定位后，对第一电磁铁5通电，使工件托盘2内的导磁钢球磁化，导磁钢球之间、导磁钢球与第一电磁铁5之间相互吸引，产生磁力，在这种磁力作用下，导磁钢球间相互靠近，形成堵塞效应，此时，导磁钢球的抱团状态可视为一个固体，而工件部分被导磁钢球淹没，受到导磁钢球的夹持，大量的导磁钢球作用在工件上，使磁力分散在每个导磁钢球上，以获得均匀的夹紧力，从而完成对工件进行包覆式夹持、定位，进而可以适应非磁性材料工件的夹持，而采用体积小、数量多、分散性好的导磁钢球对工件进行夹持，能够适用于各种异型工件的夹持，应用范围广；

待工件被加工完成后，第一电磁铁5断电，导磁钢球恢复自由状态，由于没有磁力约束，导磁钢球可以自由流动，此时可将这些导磁钢球视为一个流体，同时控制阀20打开回流孔21以及电磁振荡器6工作，使位于工件托盘2上的导磁钢球在重力作用下经过回流孔21落入至钢球容纳槽3内，导磁钢球回流完毕后，工件恢复自由状态，即可取出。

本实施例所述的一种采用包覆式夹持的磁性夹具，如图6所示，所述控制阀20包括阀支架201、第二电磁铁202、阀复位弹簧203、阀吸合片204和圆环阀片205，所述阀支架201固定在工件托盘2上，所述第二电磁铁202固定在阀支架201上，所述阀支架201上设有限位爪2011，所述圆环阀片205活动贴靠在工件托盘2的底部，所述阀吸合片204的一端固定在圆环阀片205上，所述阀复位弹簧203的一端固定连接在阀支架201上，所述阀复位弹簧203的另一端固定连接在阀吸合片204的另一端上，当所述第二电磁铁202断电时，所述阀吸合片204在阀复位弹簧203作用下与限位爪2011顶靠，使圆环阀片205封堵住回流孔21；当需要封堵住回流孔21时，第二电磁铁202断电，阀复位弹簧203推动阀吸合片204与阀支架201上的限位爪2011顶靠，阀吸合片204带动圆环阀片205转动，从而将每个回流孔21同时封堵住，相应地，当需要打开回流孔21时，对第二电磁铁202通电，在磁力作用下，阀吸合片204靠近第二电磁铁202移动，使阀复位弹簧203压缩，阀吸合片204带动圆环阀片205转动，从而同时打开每个回流孔21，完成回流孔21的打开和封堵控制。

本实施例所述的一种采用包覆式夹持的磁性夹具，如图2所示，所述钢球循环泵7包括泵体71、泵端盖72和螺杆73，所述泵体71内设有空腔，所述泵体71的顶面错开设有与空腔连通的进料口和出料口，所述进料口与钢球容纳槽3连通，所述出料口与供料管9的一端连通，所述螺杆73设于空腔内，所述泵端盖72固定在泵体71的一端，所述螺杆73的一端贯穿泵端盖72后与泵驱动电机8传动连接。如此设置，导磁钢球从钢球容纳槽3内通过进料口进入泵体71的空腔的一端，然后泵驱动电机8带动螺杆73转动，螺杆73带动空腔内的导磁钢球螺旋式移动，即从空腔的一端移动至其另一端，导磁钢球通过出料口进入供料管9内，经过供料管9后进入分散腔室30内，然后从分散腔室30内透过分散孔22散落在工件托盘2上，从而完成导磁钢球的泵送。

本实施例所述的一种采用包覆式夹持的磁性夹具，如图4所示，具体地，所述钢球循环泵7的数量为三组，对应地，供料管9的数量为三个，所述磁铁护罩10的底部固定有齿轮轴，所述齿轮轴上固定有中心圆锥齿轮，所述泵驱动电机8的输出端以及每个所述螺杆73的一端均连接有小圆锥齿轮，所述小圆锥齿轮与中心圆锥齿轮啮合。如此设置，泵驱动电机8可以同时带动三组钢球循环泵7同时工作，进行导磁钢球的泵送，使导磁钢球更分散。

通过上述结构设置，使磁性夹具即可适应磁性工件，又可适应非磁性工件，大大拓展了应用范围，提高装夹工作的效率。

本实施例采用大量的导磁钢球对工件进行包覆式夹持，能够将磁力分散，获得更均匀的夹紧力，尤其对具有空腔的薄壁工件，导磁钢球可以填充进工件的空腔内，增加工件的刚度，减少工件装夹变形和加工共振，能够获得更高的加工精度，同时利用导磁钢球数量多、体积小、分散性好的特点，使磁性夹具能够适用各种异型工件的夹持，且分散的导磁钢球，增加了与工件的有效接触面积，减小压强，更利于保护工件的外形，尤其适合塑料工件等低硬度材料的装夹需求。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (2)

1.一种采用包覆式夹持的磁性夹具，其特征在于，包括底部封闭的外罩筒（1），以及设于外罩筒（1）内的工件托盘（2）、圆环形的钢球容纳槽（3）、其外径与外罩筒（1）内径相等的圆环隔板（4）、第一电磁铁（5）、电磁振荡器（6）、钢球循环泵（7）、泵驱动电机（8）和与钢球循环泵（7）对应的供料管（9），所述外罩筒（1）的顶部设有内筒缘（11），所述泵驱动电机（8）和钢球循环泵（7）固定在外罩筒（1）的底部，所述钢球容纳槽（3）支撑于泵驱动电机（8）和钢球循环泵（7）的顶面、且与钢球循环泵（7）连通，所述钢球容纳槽（3）内存储有导磁钢球，所述泵驱动电机（8）与钢球循环泵（7）传动连接，所述第一电磁铁（5）通过一个磁铁护罩（10）固定在钢球容纳槽（3）的中部，所述电磁振荡器（6）固定在磁铁护罩（10）内，所述工件托盘（2）固定在磁铁护罩（10）上，所述工件托盘（2）的底部间隔设有回流孔（21），所述工件托盘（2）的环壁上端间隔设有分散孔（22），所述工件托盘（2）的外壁上还设有控制阀（20），所述控制阀（20）用于打开和封堵回流孔（21），所述圆环隔板（4）支撑于工件托盘（2）的外壁上端，所述圆环隔板（4）、工件托盘（2）的外壁、外罩筒（1）的内壁和内筒缘（11）之间形成有环状的分散腔室（30），所述分散孔（22）与分散腔室（30）连通，所述供料管（9）的一端与钢球循环泵（7）连通，所述供料管（9）的另一端向上贯穿钢球容纳槽（3）后连接在隔板上、且与分散腔室（30）连通；

所述控制阀（20）包括阀支架（201）、第二电磁铁（202）、阀复位弹簧（203）、阀吸合片（204）和圆环阀片（205），所述阀支架（201）固定在工件托盘（2）上，所述第二电磁铁（202）固定在阀支架（201）上，所述阀支架（201）上设有限位爪（2011），所述圆环阀片（205）活动贴靠在工件托盘（2）的底部，所述阀吸合片（204）的一端固定在圆环阀片（205）上，所述阀复位弹簧（203）的一端固定连接在阀支架（201）上，所述阀复位弹簧（203）的另一端固定连接在阀吸合片（204）的另一端上，当所述第二电磁铁（202）断电时，所述阀吸合片（204）在阀复位弹簧（203）作用下与限位爪（2011）顶靠，使圆环阀片（205）封堵住回流孔（21）；

所述钢球循环泵（7）包括泵体（71）、泵端盖（72）和螺杆（73），所述泵体（71）内设有空腔，所述泵体（71）的顶面错开设有与空腔连通的进料口和出料口，所述进料口与钢球容纳槽（3）连通，所述出料口与供料管（9）的一端连通，所述螺杆（73）设于空腔内，所述泵端盖（72）固定在泵体（71）的一端，所述螺杆（73）的一端贯穿泵端盖（72）后与泵驱动电机（8）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用包覆式夹持的磁性夹具，其特征在于，所述钢球循环泵（7）的数量为三组，所述磁铁护罩（10）的底部固定有齿轮轴，所述齿轮轴上固定有中心圆锥齿轮，所述泵驱动电机（8）的输出端以及每个所述螺杆（73）的一端均连接有小圆锥齿轮，所述小圆锥齿轮与中心圆锥齿轮啮合。

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