真空マグネットチャック

部品の製造は、原材料から始まり、機械加工によって材料を除去して、最終的な部品の形状が完成します。部品を固定する方法は数多くあり、クランプとネジを使用した機械固定具、バイス、テープなどもあります。適切に設計された真空磁気チャックは、多くの部品固定要件を満たすことができ、他の方法に比べていくつかの利点があります。

真空ワークホールディングが部品をしっかりと固定する理由は、下部の吸引力ではなく、上部の圧力の大きさです。ワークピースの下に強力な真空を引いた場合、ワークピースを所定の位置に保持する力は実際には大気圧です。

部品の下側 (25-29 inHg) と部品の上側 (海面で 14.7 psi) の圧力には大きな差があるため、真空チャックにしっかりと噛み付きます。クランプ力を自分で計算するのは簡単です。材料の表面積を、高度の大気圧で乗算するだけです。

たとえば、9- インチ四方の材料の表面積は 81 平方インチで、海面での大気圧は 14.7psi です。したがって、81in² x 14.7psi=1,190.7 ポンドです。ご安心ください。DATRON で部品を保持するには、半トンを超えるクランプ圧力で十分です。

しかし、小型部品の場合はどうでしょうか? 1 インチ四方の部品のクランプ力はわずか 14.7 ポンドです。これでは部品を保持するには不十分だと簡単に考えてしまいます。しかし、小型部品を真空で切断する場合、高 RPM と切削工具の戦略的な使用により、信頼性の高い結果が得られます。

課せられた制限
磁気ワーク保持の使用における最も明らかな制限は、セラミックやプラスチックなどの一部の材料、およびステンレス鋼、アルミニウム、青銅などの一部の金属は磁石で保持できないことです。ただし、ワークピースが強磁性体 (冶金組成に鉄粒子を含み、磁力にさらされたり接触したりすると反応する材料) である場合は、磁気チャックの使用を検討する必要があります。

材料
機械と加工の種類は、基本的な選択において重要な考慮事項です。最適な磁気ソリューションを決定するには、使用する機械の種類によってワークピースに適用される要素を知ることが重要です。馬力、スピンドル速度、カッターまたはツールのサイズなどの要素はすべて評価プロセスの一部ですが、その他の考慮事項には、ワークピース材料の材料の種類、硬度、形状、平坦性が含まれます。ジョブ内のワークピース材料のバリエーションとジョブごとの違いにより、アプリケーション エンジニアまたは機械工は、最も柔軟性の高い磁気チャックのスタイルを選択し、ユーザーの操作に最も適した磁気チャックを一致させて、目的の結果を得る必要があります。ワークピースの材料、サイズ、表面状態、金属除去率はすべて分離力に影響を与えるため、必要な保持力、精度、再現性、耐久性の要件とともに考慮して、ジョブに最適なチャックが使用されるようにする必要があります。

スチール
軟鋼は最も磁気的に引きつけられます。これは、炭素含有量の低さが材料の硬度に関係するだけでなく、材料の磁性を決定する要因でもあるためです。低炭素鋼は、純鉄とほぼ同程度に磁力線の導体です。硬質合金鋼は、多くの合金に非磁性材料が含まれており、磁力線がワークピースに流れ込む能力が低下するため、それほど磁気的に引きつけられません。このような合金は、空気と同じくらい磁気伝導性が低くなります。タイプ 416 ステンレス鋼は磁性があると考えられていますが、クロムが十分に含まれているため、磁石はタイプ 416 ステンレス鋼に対して SAE 1020 鋼に対して発生する力の半分しか発生しません。鋳鉄は軟鋼よりもかなり磁気的に引きつけられませんが、磁気保持には適しています。炭素含有量が多いため、鋳鉄に対して発生する力は SAE 1020 鋼に対して発生する力の半分以下です。さらに、鋳鉄はより多孔質であるため、磁石によって生成される屈曲線は鋳鉄を容易に流れず、保持力が低下します。 しかし、鋳鉄は多孔性があるため、ワークピースの加工に必要な切削力が少なく、より自由に加工できます。

表面積
磁石を使用した機械加工では、表面積も考慮する必要があります。磁石は 1 平方インチあたり最大 180 ポンドの磁力保持力を発揮しますが、小型部品では十分な安全性を確保するために、両側に磁気サイド ストップまたはポジティブ ストップが必要になる傾向があります。小型部品は接触面積が少なく、磁気保持は接触面積に直接関係します。接触面積が小さいワークピースの場合は、機械の力に打ち勝つためにポジティブ ストップが必要になる場合があります。不規則な形状の部品では、磁気固定具を利用してワークピースをしっかりと保持できます。この場合は、時間節約の点で磁気固定具の方が適しています。加工用に部品を配置するための機械クランプやバイスが不要なため、セットアップ プロセスが簡素化されます。

チップコントロール
切削片が機械加工部品全体に付着しないようにするにはどうすればよいでしょうか。これは、磁気ワーク保持に関して最初に尋ねられる質問の 1 つです。磁気ワーク保持では、チャックの磁場によって切削片がワークに付着することはないため、一般的に切削片は問題になりません。切削片の表面積は、ワークピースのサイズに比べて非常に小さいです。磁力が作用する接触面積は、ワークピースに比べてごくわずかです。ただし、切削片の問題が発生しないようにするには、磁気とワークピースの関係を理解する必要があります。チャックは磁場の深さを制限し、ワークピースの非常に高い位置まで磁場が到達するのを防ぎます。用途がわかっている場合は、チャックを設計して磁場の深さを制限し、力がワークピースまで到達するのを防ぐことができます。切削片の問題が発生した場合は、可変制御オプションを使用して適用される力の量を減らすか、ライザー ブロックを使用して磁気回路を加工領域から遠ざけることで、問題を軽減できます。

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