雄克：电永磁夹持技术在工程领域的高效应用

　　工程技术人员使用永磁技术，实现被加工工件的快速、有效及安全的夹紧。电永磁技术已经全面地应用到加工领域，从磨削、铣削到车削，从起重设备吊具到机床上下料、码垛等辅助工装。其应用具有广阔的拓展空间，电永磁夹紧的解决方案可以节省达到80%以上的加工辅助时间，以及工件完全无变形的夹紧需求。

采用电永磁吸盘夹持技术，可极大缩短铁磁工件的加工准备时间

　　电永磁夹紧技术的工作原理简单而有效：在夹紧状态，电磁场（磁通量）在模块内部流动，不对外部（工件）起作用。通过瞬时的电磁激励，杠杆机制或者说气动信号，电磁场向外部翻转，电磁模块被激活。翻转时能源绝对稳定，且无需电流及气压。

　　永磁吸盘是利用磁通的连续性原理及磁场的叠加原理设计的，永磁吸盘的磁路设计成多个磁系，通过磁系的相对运动，实现工作磁极面上磁场强度的相加或相消，从而达到吸持和卸载的目的。

铣削：一次装夹，五面加工

　　采用方盘或平行极圆盘夹持技术为铣削加工带来决定性的优势。无需第二次或第三次重新装夹，电永磁夹持技术可实现一次装夹，五面加工，这保证了大型零件加工过程中可靠的工艺及减轻了夹具设计要求（图1）。

在铸铁件的空腔部分垂直布置磁盘块，实现了安全而精密的夹持——一次加工所有的表面

　　费时且精确地调整夹持单元在采用电永磁夹持后将变得不那么重要。对于铁磁工件来说，加电的上磁激励在瞬时实现了工件的夹紧，同时去磁过程也极为迅捷。同传统夹持方案相比，电永磁夹持可缩短30%~50%的工件调整时间（加工准备时间），这也意味着机床开动率的提升，进而降低投资成本和提高单件收益。此外，电永磁吸盘可实现较大的夹持范围，并实现大型工件或多种小型零件的复合夹持。对于工件高度的差异影响，无论方形磁极或平行磁极，电永磁吸盘可实现根据工件表面轮廓的自适应夹持（图2）。

电永磁吸盘的导磁块根据工件表面形状实现自适应夹持，在模具制造及相关领域具有广泛应用潜力

　　对于底面不均匀的工件，电永磁技术更是理想的夹持解决方案。电磁场密度足够大，很小的导磁块间隔适应粗糙的工件表面。

　　对于薄壁件或刚性较弱的工件，相比传统夹持方案对工件表面的损害或导致的工件变形，电永磁方案无损伤或变形。例如，对于大平面零件的铣削，其平面度可达到2丝（0.02mm）。

　　平面夹紧可以减小振动更有利于切削状况的稳定，对高附加值零件尤其如此。其刀具消耗成本及整个制造时间得以改善。由于通用的接口设计，电永磁夹持可应用在各种机床的铣削加工中，同时亦不需要系统的更改及控制系统的特别需求。对于现代加工来说，他作为辅助的夹持方案而投入。

平行磁极计算在平面磨及坐标磨中

　　电永磁技术更广泛的应用领域是平面磨削，无论大型或小型零件均可实现瞬时的无变形的夹紧，特别是在坐标磨床上，其优势得以充分发挥。电永磁吸盘的功能限制存在于两个方面：电永磁吸附平台过热。可实现精细公差的有效实现。

车削及内外圆磨削

　　大型环状工件的无变形夹持

　　对于大型环状工件的车削及磨削，径向磁极的电永磁吸盘被广泛采用。在该种工作台上，电磁场域的作用范围直到盘体最外端的边界区域，因此在车床及磨床上可实现大型工件的绝对安全和无变形的夹持（图3）。

直至4米的夹持直径，径向磁极吸盘被整体制造——可实现大型工件极短稳定的夹持

　　目前，雄克的电永磁吸盘可实现最大4米直径的工件的极端稳定的夹持。至于更大直径的夹持，雄克的技术专家建议采用分体磁盘，组合配置，便于运输及现场安装调试。

　　自定心吸盘：径向磁极的电永磁吸盘技术和自定心卡盘技术相结合

　　采用多级可调的电永磁吸盘技术，在考虑工件被牢固的吸附之前，可较容易实现工件在低磁、低速状态下的对心调整。由于夹持面接触的关系保证了无振动及无变形夹持上的三面加工。

　　雄克NCM自定心吸盘实现了3爪或6爪自定心卡盘技术及径向永磁吸盘技术的无缝融合（图4）。该吸盘拥有像卡盘一样的卡爪，可实现工件从外到内或从里到外的自定心，并在极短的时间内上磁夹紧。采用气动或液动的卡爪驱动，在磨削及车削加工中，自定心吸盘可降低直至80%的辅助调整时间，明显提高生产效率。根据客户需求和加工工件需求，雄克亦提供个性化的解决方案包括自动退磁或特别大的夹持力的多样性选择。

“Rota NCM”自定心吸盘，实现了无变形夹持、无振动加工，极大缩短了加工准备时间

永磁吊具——快速而安全

　　企业内部的物流中，永磁吊具因其独具的安全性及可适应性而具有更广泛的应用空间。

　　无论搬运易变形件还是薄壁件，永磁吊具均是理想的夹持解决方案。同样，该技术亦适用于管型件、圆柱类零件以及大型金属件诸如镀锡卷板等的可靠的夹持搬运。相对于传统的夹持技术可能导致工件表面的机械损伤或工件变形，而目前永磁夹持搬运技术则完全可排除此类问题；同时，电永磁技术亦保证了操作人员及材料自身的安全性的提高。

　　永磁吊具作为紧凑的单元，其永磁机制是通过杠杆原理驱动的，也可通过气动控制。大型钢卷或钢板的永磁吊具就是采用这样的工作原理。

机器人搬运

　　如同磁性夹持解决方案的宽泛性应用领域，图5显示了配备电永磁吊具的机器手臂，实现了较小空间内的轻自重型的自动的可靠夹持搬运系统。该电永磁机械手可实现铁磁工件的搬运作业，像孩子游戏“过家家”，但其响应速度是秒级的。

电永磁机械手“MAU”保证了铁磁零件搬运中的可靠夹持

标准及定制解决方案

　　作为夹持技术专业解决方案的供应商，雄克提供大量的标准化的吸盘及组件可供选择。基于多年在机械夹持及电永磁技术方面的经验，雄克亦可根据客户及特殊工件需求提供多样性的定制开发及全方位的夹持解决方案，为客户工艺装备的革新提供增值性的最高性价比的服务。

永磁吸盘

　　一：永磁吸盘介绍:

　　永磁吸盘又名磁力吸盘或永磁起重器，是机械厂，模具厂，锻造厂，炼钢厂，造船厂等等使用钢材场所的必备搬运工具，可以大大提高块状，圆柱状，板材，不规则导磁性钢铁材料的搬运效率。永磁吸盘是以高性能的稀土材料钕铁硼（N>40）为内核，通过手扳动吸盘手柄转动，从而改变吸盘内部钕铁硼的磁力系统，达到对需要搬运的工件的吸持或释放。

　　二：永磁吸盘的原理：

　　永磁吸盘是利用磁通的连续性原理及磁场的叠加原理设计的，永磁吸盘的磁路设计成多个磁系，通过磁系的相对运动，实现工作磁极面上磁场强度的相加或相消，从而达到吸持和卸载的目的。

图一 永磁吸盘工作原理图

　　其工作原理如图一所示，当永磁吸盘磁极处于图（a）状态时，磁力线从磁体的N极出来，通过磁轭，经过铁磁性工件，再回到磁轭进入磁体的S极。这样，就能把工件牢牢地吸在永磁吸盘的工作极面上。当磁极处于图（b）状态时，磁力线不到永磁吸盘的工作极面，就在永磁吸盘内部组成磁路的闭合回路，几乎没有磁力线从永磁吸盘的工作极面上出来，所以对工件不会产生吸力，就能顺利实现卸载。

　　永磁吸盘的设计：

　　1. 永磁吸盘磁系及磁轭

　　设计永磁吸盘时，首先应精心设计磁路，良好的磁路结构可以尽量让更多的磁通量聚集在工作表面中去，满足起重重量的要求，而且可以尽量少用钕铁硼材料。同时，设计磁路时还应仔细考虑操作者较易实现工作卸载。解决永磁吸盘吸力很大，扳动手柄困难等技术难点。

　　永磁吸盘的磁路设计有2个磁系，磁系分为活动的和固定的两部分。改变活动磁系状态，使工作极面分别处于磁场叠加或产生反向磁场，磁场被抵消的状态。同时，在永磁回路中，为减少磁阻，增大工作极面关键部位的磁通密度，采用了一些软磁材料作为磁轭。

　　2. 永磁吸盘的工作点选择

　　由于起吊的工件各式各样，因此，永磁吸盘工作极面与工件表面的气隙距离是变化的，其磁路是动态磁路。如图2所示，

图2

　　图2 钕铁硼永磁体的回复曲线及工作点示意图永磁体的工作状态变化是在回复曲线（AD）上变化。当永磁吸盘处于开路状态时，永磁体的工作点以退磁曲线上A点表示；当永磁吸盘的工作极面与工件完全无缝隙接合时，其工作点为D点，此时，永磁体的磁通全部通过工件。在永磁吸盘靠近工件表面过程中，永磁体的工作状态从A点沿箭头到D点；反过来，永磁吸盘远离工件，永磁体的工作状态从D点沿箭头到A点。由于这2条曲线很接近，可近似地以直线AD来代替。OA为永磁体的工作负载线。有用回复能（Erec）是永磁体工作点中的有用磁通密度B和退磁场强度H的乘积（Erec=B*H）.

　　即图2中剖面线区域EFGC的面积。E点位永磁体的工作点，设计时应使E点接近回复曲线AD的中点，以使A为起始点的有用回复能最大。

　　三：永磁吸盘的特点：

　　1） 永磁吸盘 采用高性能永磁材料钕铁硼（Nd-Fe-B）为产品内核，使产品体积更小，起重吊装力更强，且磁力恒久不衰。

　　2） 永磁吸盘 具备最高大额定起重力3.5倍的安全系数。

　　3） 永磁吸盘 底面“V”型槽设计，可起吊相对应的圆钢、钢板。

　　4） 永磁吸盘 不用电即可使用，省去供电麻烦。

　　5） 永磁吸盘 优化的磁路设计，使剩磁几乎为零。

　　6） 永磁吸盘 专业设计的外观造型使产品更加美观。

　　永磁吸盘使用方法:

　　1.将工件摆放到吸盘工作台面上,然后将扳手插入轴孔内沿顺时针方向转动180到”ON”,即可吸住工件进行加工.

　　2.工件加工完毕,再将扳手插入轴孔内沿逆时针转动180到”OFF”,即可取下工件.

　　永磁吸盘维护和保养:

　　1.吸盘使用前应擦干净表面以免划伤影响精度.

　　2.使用环境温度在-40C--50C,严禁敲击,以防磁力降低.

　　3.用完后工作面涂防锈油,以防锈蚀.

强力密极永磁吸盘

　　产品名称：强力密极永磁吸盘

　　产品性能：强力密极永磁吸盘适用于平面磨床、火花机、线切割机床。磁极间隙细密,磁力分布均匀,加工薄小工件时,效果尤为明显。充、退磁时工件台面精密度无变化。面板经特殊处理,无渗漏，可防止切削液腐蚀,延长磁盘使用寿命，可长时间放在切削液中工作。六面精磨加工,在线切割机床上可垂直使用。磁盘中使用高性能磁钢,吸力大,几乎无剩磁。吸力可达100N/cm2。

　　强力密极永磁吸盘的规格型号如下：

　　更多尺寸规格可按客户要求定做。

（雄克精密机械贸易（上海）有限公司）

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