机床磁盘技术知识

<电磁吸盘技术知识> 技术知识 吸盘分为：电磁吸盘、永磁吸盘、电永磁吸盘、真空吸盘等。 下面分别介绍电磁吸盘、永磁吸盘、电永磁吸盘的结构、原理、适用范围如下： 一、电磁吸盘知识 电磁吸盘结构 电磁吸盘由底座、面板构成，底座内镶有激磁线圈。底座使用优质低碳钢或低碳铸钢制作。 面板用低碳钢和隔磁铜板制造； 面板上一根一根的钢材称之为磁极， 面板上一根一根的隔磁 铜板称之为铜排。一根铜排宽度加一根磁极宽度称之为极距，如 4+18。 电磁吸盘工作原理 电磁吸盘内部的激磁线圈通直流电后产生磁力线， 该磁力线经底座传导到面板上的磁极产生 吸力，从而吸住放置在面板上的导磁性工件。 电磁吸盘用途 吸持各类导磁工件，实现工件的定位和磨削、车削、铣削等加工。 电磁吸盘分类 1.按形状分类： 分为矩形、园形两种。 2.按吸力大小分类 ：分为普通、强力 两种。 3.按磁极排列方向分类：分为横向、纵向两种。 4.按磁极宽窄分类：分为普通、密纹两种。 电磁吸盘选用 1）X11 型—普通电磁吸盘用于平面磨床、工具磨床装夹普通工件；铣床、加工中心等装夹 较大的工件进行中等规范的铣削以及用于制鞋行业等。 2）Xm11 型—密极电磁吸盘用于与吸盘接触面积小或薄片型工件加工时工件的装夹。 3）X12 型—单倾电磁吸盘，X13 型—双倾电磁吸盘用于普通工件加工斜面时工件的装夹。 4）X18 型—纵向密纹电磁吸盘类似于 X11m 型。 5） 型—圆形电磁吸盘 X31 型—环形电磁吸盘 X33 型—环形永磁吸盘用于圆台面立式磨 X21 床、外圆磨床工件的装夹和车床工件的辅助定位。 6）X41 型—矩形永磁吸盘 Xm41 型—密极永磁吸盘 X42 型—单倾永磁吸盘 Xm42 型—密极 单倾永磁吸盘 X43 型—双倾永磁吸盘 Xm43 型—密极双倾永磁吸盘 X51 型—圆形永磁吸盘 永磁吸盘的适用范围与同类型的电磁吸盘相似，不过一般永磁吸盘的规格较小 ，与电磁吸 盘相比，其优点在于：使用中不需要消耗能源，也不会因自身发热引起热变形，从而使机床 加工工件的精度比电磁吸盘好。缺点在于：吸力开、关需要扳动手柄，比电磁吸盘费力；没 有对工件进行退磁的功能。7）X61 型—普通电永磁吸盘 X62 型—强力电永磁吸盘 X65 型— 圆形电永磁吸盘电永磁吸盘既有永磁吸盘无热变形的优点， 又有电磁吸盘使用方便、 可以制 作大规格吸盘的优点，主要用于精度要求较高的场合。X61 型、X65 型适用于磨削，X62 型 适用于铣削、刨削、车削。8）X71 型—矩形真空吸盘 X75 型—圆形真空吸盘真空吸盘吸力 比电磁吸盘、 永磁吸盘、 电永磁吸盘吸力小； 真空吸盘的特点是可用于非导磁性工件的装夹。 9）X93 型—多功能强力电磁吸盘强力电磁吸盘的特点是吸力大，主要用于铣床、加工中心、 刨床上工件的夹持。二 吸盘的选用吸盘选用需要考虑以下几个因素：1. 切削力的大小切削 力越大，需要吸盘的吸力就越大。磨削一般选用普通 X11 型、Xm11 型、X41 型、Xm41 型、 X18 型、X21 型、X61 型吸盘，铣削、刨削以选用 X93 型强力吸盘为佳。对于大型工件进行 中等规范的铣削、刨削也可选用普通 X11 型吸盘。电火花加工中对吸力要求较小，一般选用 X11 型、X41 型即可。2.工件导磁性能不导磁的工件只能选用 X71 型、X75 型真空吸盘。导 磁的工件也应根据其导磁性能的好坏来确定对吸盘吸力的要求， 工件导磁性能差， 要求吸盘 吸力大，反之，吸盘吸力可以小一些。导磁的工件即铁基材质的工件，其导磁性能主要取决 于铁的含量或者说是铁中其余成分的含量， 纯铁的导磁性能最好， 随着铁中其余成分含量的 增加，其导磁性能逐渐下降，尤其是碳、铬、镍含量的增加对导磁性能影响尤其大。3.工件 与吸盘接触面的大小工件受到吸盘吸力的大小与接触面积成正比； 接触面越大， 工件受到的 吸力就越大。 4.工件的厚度当工件与吸盘工作面接触面积大于工件厚度乘以工件与隔磁铜排 平行方向长度的乘积时， 工件受到的吸力取决于上述乘积， 即工件的厚度和长度。 厚度 5mm 以下的薄型工件一般需选用 Xm11 型、X18 型、Xm41 型密极吸盘。5. 工件表面的平面度、 粗糙度由于空气不导磁， 因此工件与吸盘工作面之间的空气隙对吸力影响极大； 空气隙稍有 增大，吸力就急剧下降。工件表面的平面度、粗糙度大小直接决定工件表面与吸盘工作面之 间空气隙的大小，因此对吸力影响很大。工件的表面粗糙、不平时应选用吸力较大的吸盘。 6.工件的精度要求电磁吸盘内的线圈在工作过程中会产生一定的热量， 在该热量的作用下吸 盘会有微小变形，热变形一般在 0.03mm 以下。因此，精度要求高时就不宜使用电磁吸盘， 而应选用永磁吸盘、电永磁吸盘。7.价格按吸盘工作面单位面积价格比较，价格由高到低的 一般依次为：强力电永磁吸盘、可倾吸盘、密集吸盘、真空吸盘、普通吸盘。三 吸盘质量 的鉴别 1.吸盘主要性能指标 （GB/T 14534-93 电磁吸盘、 JB/T 10150-1999 强力电磁吸盘、 JB/T 3149-92 永磁吸盘等标准中对吸盘性能的指标值有明确要求，请参阅）几何精度：包括 a） 安装面的平面度 GB/T 14534-93 电磁吸盘 规定，在 300mm 测量长度为 0.01mm，每增加 300mm 增加 0.005mm（不允许中凸） 。b）台面对安装面的平行度 GB/T 14534-93电磁吸盘 规定，在 300mm 测量长度为 0.02mm，每增加 300mm 增加 0.01mm。台面刚度：指吸盘在 载荷作用下变形量的大小，对加工工件的精度有直接影响。吸力：指吸盘对工件吸持力的大 小，是反映吸盘好坏最主要的指标。GB/T 14534-93 电磁吸盘 规定，矩形电磁吸盘吸力不 小于 100N/cm2，圆形电磁吸盘>=80N/cm2，允许 10%的测点吸力不小于 50 N/cm2。JB/T 10150-1999 强力电磁吸盘 规定 矩形强力电磁吸盘吸力>=150N/cm2，圆形强力电磁吸盘吸 力>=120N/cm2，允许 10%的测点吸力不小于 80 N/cm2。JB/T 3149-92 永磁吸盘 规定 永磁 吸盘的吸力>=70N/cm2，允许 10%的测点吸力不小于 35 N/cm2。吸力不均匀性：指吸盘工作 面上各处吸力大小的差值。GB/T 14534-93 电磁吸盘和 JB/T 10150-1999 强力电磁吸盘规定， 吸盘吸力不均匀性应不大于 80 N/cm2；JB/T 3149-92 永磁吸盘规定 吸盘吸力不均匀性应不 大于 60 N/cm2。剩磁：指吸盘在非工作状态下吸力的大小，剩磁的大小主要影响卸载工件 的难易和工件剩磁的大小。各标准规定值为不大于该点吸力的 10%。外观电磁吸盘、电永磁 吸盘还有下列影响性能的因素：台面温升：指电磁吸盘在工作过程中，台面温度上升的值。 台面温升主要影响吸盘的热变形量，从而间接影响加工工件的精度。GB/T 14534-93 电磁吸 盘 规定，电磁吸盘在额定电压下通电 6 小时，工作台面温升不得大于 15℃。线圈温升：指 电磁吸盘在工作过程中，线圈温度上升的值。线圈温升的大小直接决定台面温升的大小。 GB/T 14534-93 电磁吸盘 规定， 电磁吸盘在额定电压下通电 6 小时， 线圈温升不得大于 60℃。 绝缘电阻：指电磁吸盘、电永磁吸盘与电源线之间的电阻值，是关系到吸盘能否使用和使用 者安全的指标之一。GB/T 14534-93电磁吸盘 规定，电磁吸盘、电永磁吸盘与电源线之间 绝缘电阻不得小于 5MΩ。接地电阻：指电磁吸盘、电永磁吸盘保护线端点与任何裸露导体 零件、部件间的电阻值，是关系到使用者安全的指标之一。GB/T 14534-93 电磁吸盘 规定， 电磁吸盘、 电永磁吸盘保护线端点与任何裸露导体零件、 部件间的接地电阻不得大于 0.1Ω， 保护导线的颜色为黄绿双色。耐电压：吸盘安全性指标之一，指吸盘的带电部分和零件之间 耐电压的程度。GB/T 14534-93 电磁吸盘 规定，在电磁吸盘、电永磁吸盘的带电部分和零 件之间作耐压试验，不得引起表面闪络和绝缘击穿。2.吸盘性能的测定方法 1）吸力吸盘吸 力的测定各国采用的方法完全不同，苏联采用全封闭测试法，我国、日本等国家采用开式检 测法。两种方法分别介绍如下：封闭式检测法：以下内容摘自苏联国家标准ΓΟ C Τ 17519-72 矩形电磁吸盘“检查 7 单位面积的吸力 Py：单位面积吸力 Py 是通过测量标准试 样脱离吸盘的力来确定的，采用测力计使标准试样脱离，测力计的测量精度应不低于 5%。 测试时，吸盘的整个工作面均用标准零件排满，零件一个挨一个。标准试样的拉脱方向要与 吸盘工作面垂直， 测力计与标准试样的连接应用万向接头。 标准试样和标准零件的材质是符 合ΓΟ C Τ1050-60 的 10 号钢。单位面积吸力 Py（Kg/cm2 ）的计算公式为：Py=0.04P/Л D2 式中：P—分离力，Kg；D—标准试样直径，mm。将标准试样拉脱是在吸盘工作面对角 线各点上进行的，点与点的间距为：进行型试时---标准试样直径的 1/7；进行检查性试验时 ---标准试样直径。标准试样不应与周围的标准零件接触，检查应在磁盘工作两小时后进行。 标准试样和标准零件的尺寸应符合附图 1 和表 5 的规定。 5 标准试样和标准零件的尺寸 D 表 d d1 H h l35 M6 12 35 15 1250 M8 16 40 20 1470 M10 20 55 25 16 检查结果应符合第 2.13 的规定。 ”ΓΟ C Τ17519-72 矩形电磁吸盘 第 2.13 的规 定如下： “2.13 标准试样单位吸力 Py(吸盘表面装有工件时)在距离吸盘边缘 40 毫米以上的地 方应不小于：精度等级为∏的吸盘—2.5Kg/cm2 精度等级为 B 的吸盘—2.0Kg/cm2 精度等 级为 A 的吸盘—1.6Kg/cm2 允许在距离吸盘每边 40 毫米以上的地方有 10%的测试点上单位 面积吸力低到规定值的 50%。注：采用直径如下的圆盘作为标准试样：吸盘长度小于 800 毫米者—35 毫米；吸盘长度 800 至 1000 毫米者—50 毫米；吸盘长度 1250 毫米以上者—70 毫米。 ”开式检测法：检验工具：管形测力计（0—300N）吸盘置于试验台上，以额定电压 通电。将试块（尺寸见附图 2）跨着隔磁层吸在工作台面上，用测力计通过铜环垂直于台面 方向缓缓的牵拉试块。工作台面吸力以试块离开台面时测力计的最大示值计。2） 线圈温升 将吸盘装在机床工作台或平板上， 可用任何适合这种目的的仪表进行电阻测量。 试验之前要 记录下仪表的读数，绕组达到稳定温度时将仪表读数记下来。铜线绕组温升 T 按下式计算： T=t2-t3=(r2-r1)/r1*(235-t1)+t1+t3 式中：t1—吸盘绕组测试前的温度，℃；t2—吸盘绕组测试 结束时的温度，℃；t3—周围大气温度，℃；r1 —t1 时吸盘绕组的电阻，欧姆；r2—t2 时 吸盘绕组的电阻，欧姆。其余性能指标的检测方法各国标准基本相同，请参阅我国国家标准 GB/T 14535-93 电磁吸盘、JB/T 10150-1999 强力电磁吸盘、JB/T 3149-92 永磁吸盘、日本国 家标准 JIS B 6156-1992 电磁吸盘或苏联国家标准ΓΟ C Τ17519-72 矩形电磁吸盘。