Электростатическое зажимное устройство Советский патент 1978 года по МПК H02N13/00 

1

Изобретение относится к области электротехники и касается электростатических крепежных устройств для временной фиксации диэлектрических или проводящих деталей, например, при их фрезеровании.

Известны электростатические крепежные устройства, содержащие диэлектрическое основание, контактирующее с металлизованной поверхностью, являющейся электродом полупроводящей плиты, на верхнюю поверхность которой нанесен слой диэлектрика. Деталь помещается на этот слой и соприкасается с контактным узлом, являющимся другим электродом 1J.

Известно также устройство аналогичной конструкции, электроды которого выполнены в виде металлических полос, опирающихся на непроводящее основание и залитых слоем диэлектрика таким образом, что деталь контактирует только с этим слоем. Электроды через один присоединены к полюсам высоковольтного источника постоянного тока 2.

Такие зажимные устройства обладают сравнительно небольщими закрепляющими усилиями и весьма малой прочностью, что препятствует щирокому использованию их, в частности, ири механической обработке деталей, связанной с наличием значительных усилий резания, например, при фрезероваппп.

Гораздо большими закрепляющими усилиями обладают электрореологические (электровязкие) зажимные устройства. Известно, что отдельные жидкости, так называемые электрореологические суспензии, обратимо изменяют свою вязкость при наложении электрического поля постоянного или переменного потенциала. Это их свойство и используется в крепежных устройствах.

Известное электростатическое зажимное устройство такого типа 3 содержит непроводящее основанпс, электроды, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, выполненные заподлицо с опорной поверхностью основа)ия и снабженные окисной пленкой, присоединенные к высоковольтному источнику постоянного тока, и пленку электровязкой суспензии, расположенную на поверхности непроводящего основания п имеющую непосредственный ко ггакт с окисными пленками электродов. Закрепляемую деталь помещают на пленку электрореологической суспензии. После подачи напряжения на электроды суспензия «схватывается п фиксирует деталь относительно устройства.

Недостатком этих устройств является малая прочность пепроводявдего основания, изготовляемого обычно из эпоксидных компау;гдов холодного нлн горячего отверлл;депня, благодаря чему не обес};ечквается на;;е;-кпость н дол1ОБечность работы х гройст;; рн воздеиствин зпачнтслькых знакопеременных нагрузок, характернв х, налрнмер. для фрсзеровання, носящего к то:;;у же, как нзвестно, нрерк- исихй характсф. Ненроводящее оенованне, );з;отовле1:)1ое из энокенднош компаунда, воснрнннмаст на себя вв1шеуказаннв1е нагрузкн и, в силу малой нрочноетн н хрункости, сравнительно быстро нрнходнт в негодность.

Целью нзобретення является увеличе;:не механической нрочности, надежности н долговечности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в электростатическом устройстве, содержащем оенованне, электроды, расположенные на некотором расстояннн друг от друга, вынолненные занодлнцо с онориой новерхностыо основання н снабженные OKHCHOII пленкой, нрнеоеднненные к высоковольт110му нсточннку постоянного тока, н пленку электрореологнческой суснензпн, расноложснную на поверхности основання в контакте с окпснымн пленками электродов, основаппе выполнено металлическнл;, нрнеоедпнено к нулевому потенцна;1у источника н снабжено окнсной пленко;, нмеющей контакт с пленкой указанной сусненцип, а электроды нзолнрованы от сеновання.

При этом выполнение электродов п оепования нз одного н того ;хе матернала нсключает разннцу в днэлектрических свойствах окнспых пленок, которымг: снабже)ы электроды и оенованне, п тем самым новьипает )адежность работы элек ростатического устройства.

За счет того, что механическая г рочиость матернала металлического сспования нревыптает в 8 - 10 раз прочность непроводящего основания пснользуемых в пастож-пее время электроетатнческнх устройств, на предлагаемом устройстве могут бытьзакреплепы детали, обработка которых связапа с паличпем больщих, знакопеременных, нмпульеиых нагрузок (напрпмер, при фрезеровапин). Прпчем механическая нрочность нредлагасмого устройства нрактнчески тождественна нрочноетн общеупотребительных станочных нрнснособленнй и, следовательно, гарантир;ует надежную н долговечную работу вышехд-сазанното устройства.

На чертеже дано схематическое изображение нредлагаемого электростатического устройства.

Электроды 1, ирнсоедипеппые к высоковольтпому потендналу 2 источника 3 постоянного тока, расноложе ы на некотором расетояннн одни от другого и вынолнены

J

занодьчпцо с онориой поверхностью оспо)апня 4. Электроды снабжены окисной пленкой и н пзо;1ировапы о; основапня тонким слоем эпоксидного компаунда 6. Оенованне также покрыто OKHCHOJ: пленкой, толщнпой 6 30-70 мкм, н присоедпнено к пхлевому jiO1епниалу 7 источника nocioSiHHOio тока, ria опорные поверхности основания п электродов, спабжеппые

окпсиой нлеп), ланесена элсктровязкая с;гспензня 8 и установлена закре ;Ляемая деталь 9.

Оеноваппе может быть выполнено из любого металла, на котором можно получить

окнсную пленку требуемой твердости (порядка -iOO-500 Ki-/MM-) и диэлектрической пронпдаемости (порядка в ), например из алюми иевого сплава АК-4. Наибо.тее целееооб ;азио выполнять оенованне нз ToiO же л1а ерпала, что и электр(;ды, в частпостп, oiio может быть изготовлено пз 5ысоко1;рочнв1х ал;омппневых С1;лавов (liaiiprnuup, В-95) н пмеет еледующпе мехапическне характеристики: моД}ль пормальпой уаругостп 7-10 кгс/ /СМ-; предел прочности при растяжепии 0(3000 KJc/CM-; дельная ударная вязкость кге-см/см-. Устройство работает следующим обра30 М.

На опорную новерхность }стройсгва наноciiiCH плепка электровязкой еуспепзии 8. За| ре11ляемая дета,тв 9 размещается па пленке с снензии 8. Выключается источник 3

посгоянного тока, обеспечивающий ноявленпе элек1 ;пческо1о ноля гребуемой наиряже1 пое П. Электровязкая суспензия 8, копJ акгнру;они1Я :; окпснымп нленками 5 электродов 1 ii ;.;еталлпческо1о основания 4,

«ех -;атывается, фгкснруя закренляемую деталь У относитель)ю устройства. При откл очсннн псгочнпка 3 постояппого тока суспензия о стаповится жпдкотекучей и закреь:ляемая деталь 9 евободио

снимается с оиорпоп иоверхпости 3a KiiMiio () }стройства.

Нспользи1зап;1е электростатнчеекого Зст)ойства поз;к);1яет 1 овыснть механнческую нрочность )-; 8 -10 раз еравп;ггельно с нзвестпыми }етройетвамп, существеппо увелнч Г1ь паде жноеть и долговечность их в эксплуатации, расщирнгт техпологнческие воз.можностп нрп; 1енепня электростатических устройств за счет исиользоваиия их не

только прп щ,И1фовапии, но и на фрезер плх работах.

Ф о р .м у л а 1 3 о б р е т е и и я

i. Электроетатическое зажпмпое устройство, содержащее оспование, электроды,

расположепныс па некотором расстоянии

друг от д|)уга, вьп1(;лнеп)ые заподлицо с

Опорной но;5ерхностью основания и снаб

-:еппь е ок1;сной пленкой, нрпсоедипепные

14 вы1окг;;-:.ол /гпому источнику 1остоя)ного

тока, и пленку электровязкои суспензии, расположенную на поверхности осковзния в контакте с окисными пленками электродов, отличающееся тем, что, с целью увеличения механической прочности, надежности и долговечности устройства, основание выполнено металлическим, присоединено к нулевому потенциалу источника и снабжено окисной пленкой, имеющей контакт с пленкой указанной суспензии, а электроды изолированы от основания.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что электроды и основание выполнены из одного и того же материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N° 287270, кл. В 23Q 3/15, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 454654, кл. Н 02N 13/00, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР № 546075, кл. Н 02N 13/00, 05.02.77.