[发明专利]基于磁流变胶泥的柔性夹具

说明书

技术领域

本发明涉及夹具领域，特别是涉及一种基于磁流变胶泥的柔性夹具。

背景技术

自20世纪70年代以后，随着NC机床和加工中心在生产中的普遍使用，柔性成为现代制造业的主要发展方向之一，继续沿用专用夹具将限制制造系统实现真正的柔性，柔性夹具应运而生。目前所使用的柔性夹具主要有：相变和伪相变材料式柔性夹具、模块化程序控制式夹具、仿生抓夹式夹具、可调整夹具、成组夹具及组合夹具等。上述这些夹具结构太复杂，成本过高，而柔性有限，不容易在生产中普及，还远远不能达到工程应用的标准，许多问题尚待解决。随着智能材料的出现，柔性夹具的发展出现了新的方向。磁流变材料是一种可受外磁场影响并改变其特定性能的智能材料，其中最具代表性的磁流变材料为磁流变液，目前磁流变液已成功应用于工程实践中制造柔性夹具。然而磁流变液却存在着沉降稳定性差的特点，从而限制了磁流变液的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于磁流变胶泥的柔性夹具，它响应迅速，控制简单，且稳定性好，可靠性高。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于磁流变胶泥的柔性夹具，包括夹具座，该夹具座上分别设有固定夹持体、活动夹持体，所述固定夹持体、活动夹持体上分别设有一铁芯，两铁芯位于同一轴心线上，各铁芯上分别绕制励磁线圈，各励磁线圈分别通过导线与直流电源连接，所述两铁芯的相向端分别固定一夹持板，两夹持板的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽内分别填充磁流变胶泥，各凹槽的开口分别通过一橡胶片密封。

所述磁流变胶泥由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成，所述高分子聚合物基体的质量百分数为20%，羰基铁粉的质量百分数为80%。

所述两凹槽的深度均为5～10mm。

所述两橡胶片的厚度均为0.5～1.5mm；

所述两夹持板由不导磁材料制成。

所述夹持板的材料为铝合金。

所述固定夹持体焊接固定在夹具座上，所述活动夹持体滑动配合于夹具座上设有的滑槽，活动夹持体的下部设有螺纹孔，所述夹具座上轴向定位一螺杆，该螺杆与活动夹持体的螺纹孔螺纹配合，形成丝杆螺母机构。

所述螺杆的一端设有手柄。

所述两夹持板分别粘接固定在所对应的铁芯上。

由于采用了上述方案，固定夹持体、活动夹持体上分别设有一铁芯，两铁芯的相向端分别固定一用于夹紧工件的夹持板。两夹持板的夹持面上设有相向对应的凹槽，两凹槽内分别填充磁流变胶泥，各凹槽的开口分别通过一橡胶片密封，两橡胶片的外端面分别与工件接触夹紧工件。各铁芯上绕制的励磁线圈分别通过导线与直流电源连接，调节直流电源输出电流的大小控制铁芯处的磁场，从而改变磁流变胶泥作用于柔性橡胶片的法向作用力，使柔性橡胶片紧贴工件，形成夹紧。磁流变胶泥采用了高粘度的高分子聚合物基体取代磁流变液的液态基体，克服了其沉降稳定性差的问题，可靠性高，而且磁流变胶泥同样具有磁流变液在磁场作用下控制简便、响应迅速等优点。磁流变胶泥的磁控力学特性在磁场作用下发生连续变化，可通过调节电流的大小改变磁场大小，自适应的实现对各种几何形状不规则工件的夹持，还可以对低刚性，夹持过程中外形及尺寸有微量改变的工件实现柔性夹持。使用过程中，首先调节活动夹持体使工件与两橡胶片初接触，再调节直流电源输出电流的大小控制铁芯处的磁场，从而改变磁流变胶泥作用于柔性橡胶片的法向作用力，使柔性橡胶片夹紧工件。本柔性夹具结构、操作简单，易于维护。

两夹持板由不导磁材料制成。在励磁线圈通电时，两夹持板不会被磁化产生磁场，因此，施加在磁流变胶泥上的的磁场强度更容易控制，夹持的可靠性更高。固定夹持体焊接固定在夹具座上，活动夹持体滑动配合于夹具座上设有的滑槽，活动夹持体的下部设有螺纹孔，所述夹具座上轴向定位一螺杆，该螺杆与活动夹持体的螺纹孔螺纹配合，形成丝杆螺母机构。转动丝杆螺母机构的螺杆，即可实现活动夹持体的线性移动。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中，1为磁流变胶泥，2为橡胶片，3为励磁线圈，4为铁芯，5为夹持板，6为夹具座，7为直流电源，8为螺杆，9为固定夹持体，10为活动夹持体，11为滑槽，12为手柄。

具体实施方式