Магнитная плита Советский патент 1993 года по МПК B23Q3/15 

Изобретение относится к магнитным приспособлениям и может быть использовано для крепления немагнитных деталей, а также нежестких деталей и деталей сложной конфигурации с помощью магнитореологической суспензии при их обработке.

Цель изобретения - повышение надежности крепления деталей с помощью магнитореологической суспензии и облегчение их съема.

На фиг. 1 показан поперечный разрез плиты в положении выключено ; на фиг. 2

- поперечный разрез плиты в положении включено.

Магнитная плита состоит из корпуса 1, прикрепленного к нему основания 2, изготовленного из магнитомягкого материала. Внутри корпуса установлен и закреплен блок, состоящий из чередующихся магнитов с постоянным направлением намагниченности 3 и полюсных наконечников 4, выполненных в виде пластин из магнитомягкого материала. Магниты и полюсные наконечники скреплены друг с другом, например, стяжками (не показаны), Магниты с постоянным направ- лением намагниченности имеют встречное направление намагниченности друг к другу и их потоки складываются в полюсных наконечниках 4. Снизу к полюсным наконечникам 4 прикреплены магниты с изменяемым направлением намагниченности 5, которые своей противоположной плоскостью контактируют с основанием 2. Магниты с изменяемым направлением намагниченности 5 охвачены электромагнитными катушками 6, ко- торые подключены к блоку управления (не показан). Вдоль верхней (рабочей) поверхности полюсных наконечников 4 выполнены продольные канавки 7, например, треугольного сечения, которые заполнены.немагнит- ным наполнителем. В промежутке между полюсными наконечниками 4 в контакте с магнитами с постоянным направлением намагниченности 3 установлены немагнитные вставки 8, которые заподлицованы с рабочей поверхностью полюсных наконечников 4.

Магнитная плита работает следующим образом.

В исходном положении выключено (фиг. 1) направление намагниченности магнитов 5 должно быть таким, чтобы основной магнитный поток замыкался по цепи: магниты с постоянным направлением намагниченности 3 - полюсные наконечники 4 - магниты с изменяемым направлением намагничен- ности 5 (или корпус 1)-основание 2 (магнитный поток показан пунктиром). Часть магнитного потока, создаваемого магнитами 3, составляет магнитные потоки рассеивания и определя ет остаточную намагниченность плиты. Наличие продольных канавок 7 треугольного сечения на рабочей поверхности полюсных наконечников 4 снижает величину магнитных потоков рассеяния на поверхности плиты. При этом глубина канавок имеет существенное значение: при 0,5 hi/ha :Ј 1,2 остаточная напряженность магнитного поля уменьшается в 1,5...2,7 раз по сравнению с магнитной плитой, у которой отсутствуют продольные канавки, что облегчает съем обработанных деталей. Перед включением магнитной плиты на ее поверхность наносят магнитореоло- гическую суспензию, в которую помещают деталь из немагнитного материала (стекла, цветных металлов, керамики).

При включении магнитной плиты путем импульсного перемагничивания магнитов 5 (положение включено показано на фиг. 2) магнитные потоки магнитов с постоянным направлением намагниченности 3 и магнитов с изменяемым направлением намагниченности 5 совпадают по направлению (показаны пунктирными линиями). Наличие продольных канавок на поверхности полюсных наконечников увеличивает напряженность магнитного поля на поверхности магнитной плиты. Магнитный поток, создаваемый магнитами 3 и 5, замыкается через полюсные наконечники и магнитореологичеекую суспензию 9, находящуюся на поверхности магнитной плиты, что приводит к резкому изменению реологических параметров данной суспензии: она твердеет. При этом ее предельное напряжение сдвига достигает 120-140 кПа, что способствует эффективному закреплению деталей из немагнитного материала на поверхности плиты.

При включении магнитной плиты суспензия разжижается и приобретает первоначальное состояние.

Были проведены испытания нескольких вариантов выполнения продольных канавок на полюсных наконечниках, отличающихся друг от друга формой канавки и ее геометрическими размерами.

На фиг. 3 приведена схема полюсного наконечника с треугольной канавкой, где а - ширина полюсного наконечника, b - ширина канавки на рабочей поверхности плиты (во всех случаях канавка располагалась по центру полюсного наконечника), hi- глубина канавки, П2 - расстояние от рабочей поверхности плиты до магнитов с постоянным направлением намагниченности. Испытанные полюсные наконечники имели а 4-10 мм, Ь 2-6 мм. В таблице приведены результаты определения максимальной напряженности магнитного поля Нмакс и минимальной напряженности магнитного поля Нмин в зависимости от соотношения

hi/hz при а 6 мм, b 3 мм (ha 6 мм). Соотношение НМакс/НМин характеризует управляемость плитой.

Как видно из таблицы, наибольший эффект получается при соотношении hi/ha 0,5-1,2. Изменение величин а и b существенно не меняет характер изменения Нмакс

И Нмин.

В ряде случаев возможно, выполнение канавок прямоугольного профиля с такой же их глубиной. Это приводит к уменьшению Нмакс по сравнению с треугольным профилем канавок до 150-190 кА/м, однако проще в реализации.

Кроме деталей из немагнитного матери- ала на плите можно закреплять нежесткие детали и детали сложной конфигурации из магнитопроводящего материала.

Заявляемая плита имеет следующие преимущества перед прототипом,

Обладает более высокой надежностью крепления деталей с помощью магниторео- логической суспензии, вследствие увеличения максимальной напряженности поля в 1,5-2,2 раза.

Облегчает съем деталей после обработки, вследствие уменьшения остаточной напряженности поля в 1,6-2,7 раза.

Повышает технологичность процесса крепления и расширяет ассортимент закрепляемых деталей.

Формула изобретения

1. Магнитная плита, содержащая корпус с основанием, перемагничиваемые постоянные магниты с электромагнитными катушками, установленные одним торцом на основании, неперемагничиваемые постоянные магниты и полюсные наконечники, расположенные на других торцах перемагничиваемых магнитов, при этом неперемагничиваемые магниты установлены с чередующимися по- лярностями между полюсными наконечниками и контактируют своими полюсами с их боковыми поверхностями, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, на рабочей поверхности полюсных наконечников выполнены продольные канавки V-образного профиля, заполненные немагнитным наполнителем.

2. Плита по п. 1, отличающаяся тем, что глубина продольных канавок определяется из соотношения 0,5 П1/П2 1,2, где hi - глубина продольных канавок, П2 - расстояние от рабочей поверхности плиты до неперемагничиваемых магнитов.

Использование: машиностроение, для закрепления, немагнитных деталей с помощью магнйтореологической суспензии при их обработке. Сущность изобретения: плита содержит корпус 1 с основанием 2, установленные на основании перемагничиваемые постоянные магниты с электромагнитными катушками 6, неперемагничиваемые постоянные магниты 3 и установленные на магнитах 5 пол юс н ы е н аконечники 4. Магниты 3 располо- жены с чередующимися полярностями между полюсными наконечниками 4. На рабочей поверхности полюсных наконечников выполнены продольные канавки 7, заполненные немагнитным наполнителем. Перед включением плиты на ее поверхность наносят магни- тореологическую суспензию. Затем на катушки 6 подают питание, Под действием магнитного потока, создаваемого магнитами 3 и 5, магни- тореологическая суспензия 9 затвердевает и закрепляет обрабатываемую деталь на поверхности плиты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

/М/7/

Фиг.З