小动作大趋势

崔巍

摘 要：文章从电控永磁系统的基本工作原理出发，利用其公式计算切削力说明夹紧力，用实例结合电控永磁吸盘操作方式进行装夹方式的分析，电控永磁系统在工作中不需要电能，只靠永磁吸力夹持工件，装夹与松开的效率非常高。阐述金属切削在数控机床上使用电控永磁夹具，对比常规夹具的优势，提升夹具系统在加工系统中整体水平。

关键词：金属切削；永磁吸盘；装夹

接轨世界，牵引未来。公司已瞄准了世界一流的科技。尽快实现“把中车建设成为轨道交通装备行业世界级企业”的宏伟愿望。

金属切削技术是一种综合多学科、复杂技术，一般由多种小型“系统”（例如“机械系统”、“电气系统”、“夹具系统”、“刀具系统”等）组合而成。“加工系統”主要由机床、夹具和刀具等组成，其中机床是 “加工系统”的平台，是任何加工作业的前提，刀具是“加工系统”的加工手段，夹具是使得加工物件固定的保证，三者作用类比“木桶原理”的管理理论，木桶总共能够容纳多少体积的水，这不是木桶最高的那块桶板所决定，而是由“最矮桶板”所决定，这也是因为水往低处流的道理所决定。反过来说，切削系统的“最矮的桶板”的修补工作，对整个系统整体加工水平的提升有着重要影响。

根据目前的相关技术发展情况来看，机床系统、刀具系统都不是“加工系统”的“最矮桶板”，“最矮桶板”而是“加工系统”夹具系统。在日常的加工生产过程中，经常发生机床的动态精度与性能达不到相关精度要求，在高速切削加工中振动较大；刀具使用寿命较短，经常发生崩刃的现象，这些现象都是由于刀具系统的性能较差造成，使得 “加工系统”的整体切削刚醒较弱，抗振性差，而此类问题甚至得不到相应的重视。

公司转向架制造中心机加车间数控设备又新配备了先进装备——北京金万众科技发展有限公司提供的，意大利泰磁公司Tecnomagnete S.p.A.发明的电控永磁吸盘。

电控永磁系统是通过电控系统对不同永磁材料内部磁路分布进行控制和转换的操作，系统内部永磁磁场形成一个平衡，对外表现为充磁（MAG）、消磁（DEMAG）现象。充磁失一种夹紧状态；消磁是一种放松状态。

电控永磁吸盘切削力估算公式：

切削参数：铣边，单边5MM，立铣刀80，四刃，主轴320rev/min，进给0.2/齿。

切削力分析如下：

F： 切屑力[N]

Ks：比切削阻力[kgf/m㎡]

W： 切削宽度[㎜]

Fz：进给[㎜/刃]

Z：刃数

S：主轴转速[rev/min]

D：切深[㎜]

V：切削速度[m/s]

[F]：许可切削力[N]

Fp：单个磁极吸力[N]

N：磁极个数[㎜]

f：摩擦系数[㎜/刃]

a：导磁性系数

t：表面质量系数[rev/min]

h：导磁垫高度系数[㎜]

S：安全系数[m/s]

根据以上计算可见：N=749/44.1=17，即对于以上切削参数，在5倍安全系数下，需覆盖17个以上的磁极，方可保证安全切削！！根据具体的工件厚度、切削用量等值的变化其值会有所变化。

下面把在工作中的经验及磁盘使用的优势做一总结，愿与大家共同探讨

首先在 “加工系统”的金属切削数控机床上的夹具进行改进，将常规的替换成一种新型的电控永磁夹具，采用新型的电控永磁夹具有着较多的独特优势。采用新型的电控永磁夹具有如下优势：（1）提高机床工作台面与行程的利用率，增大工件的尺寸，使得工件的尺寸与台面相当，或超出工作台面；（2）使用磁盤四周定位，在安装磁盘时一定要将磁盘用磁力表找正。X、Y、z方向定位准确，垂直。

（1）切削加工过程中排除刀具的干涉，实现装夹一次、加工五面的效果，对工件的加工效率有了较好的提高，同时也避免多次的装夹工作给工件的定位造成误差；

（2）一般夹具夹紧力在工件底部表层（10毫米以内）产生，而工件的上部自然舒展，在完成加工后，松开工件装夹，加工工件无任何应力反弹产生，对工件的加工精度有着较高的保证；

（3）采用自动调平装置增多支撑点，且使得工件更为稳固，支撑接触点夹紧力均匀分布，极小的加工切削振动，切削振动造成的刀具和机床造成的损害得到了大幅度的降低，从而刀具和机床使用寿命得到了较好的提高。

（4）电控永磁系统在工作中首先充磁，工件只靠永磁吸力夹持，在这夹持过程中不再需要电能，这样消除了在加工过程中断电等的突发情况使得工件脱掉的危险。电控永磁系统的使用操作方法简单、快捷，电控器系统操作面板采用白、黄、绿三按钮设计，系统消磁（DEMAG）时，黄、白按钮一起按下，系统充磁（MAG）时，黄、绿按钮一起按下，充磁与消磁的相互转换时间非常之短，通常只需1～2秒钟即可完成，使得系统的装夹与松开动作有着较高的工作效率。

（5）电控永磁系统使用电能充磁和消磁，且只有1～2秒钟的时间，工作安全、强劲、高效，电控永磁系统由于采用电磁转换，不需要许多常规夹具的传统气压、液压、机械夹具系统等，相关的气、液、电路及蓄能器的高要求的配置也得到了避免，从而也降低了相关设备造成的不安全隐患，使得系统更加的节能、环保、经济。

在使用时，尽可能增加磁极的个数，并保证工件表面与磁柱之间的良好接触，在刀具选择、切削用量选择合适，并尽可能降低切削力，使其小于估算值，增加装卡工件的安全性。

参考文献：

[1]专著格式：作者：赵长明.刘万菊版本.数控加工工艺及设备出版地：北京市出版者，高等教育出版社出版年，2002.

[2]互联网文章格式：匿名.提高模具加工和试模的综合效能.太空模具网，2016-03-16.