專利名稱：制造磁吸盤的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造磁吸盤部件的方法，該磁吸盤包括軟磁性材料磁極部件和與其相連的非磁性材料部件。
在已知的這類方法中，非磁性材料，例如黃銅的基片被首先進行研磨加工，從而使鋼制磁極部件裝配到該基片上且被定位。然后，非磁性材料部件在磁極部間夾緊，然后，將焊劑涂在制成的工件上且黃銅部件在爐中借助焊料釬焊到鋼磁極部件上。最后，焊劑在槽(bath)中除掉。
這種已知的方法具有許多主要的缺點。
首先，由于通過研磨對基片進行機械加工和使用昂貴的焊料來連接黃銅與鋼磁極部件，使該方法的花費很高。另外，鋼磁極部件應在焊接操作之前被仔細備制，否則就不會得到合適的焊接接合面，這也使該方法的花費加大。再者，由于在許多情況下，焊劑保留在部件之間的間隙中，并且過一段時間后，這種焊劑到達表面并引起黃銅部件變色，因此，釬焊操作在一定時間之后，會對元件的外觀有影響。
本發明的目的是提供一種在序言部分中所述的那種方法，它以有效的方式消除了上述缺點。
為此目的，根據本發明的方法的特征在于，在一個鑄造模具中，將具有最低熔點的材料部件鑄造到具有較高熔點材料的部件上。
與已知的方法比較，本方法可以在花費大大減小的情況下實現之。當然，它需要一個價格相對昂貴的模具，但對于大量生產的吸盤來說，每一個的成本是低的，最好采用壓鑄造工藝(die-casting)生產高質量產品。
根據本發明的鑄造方法，對具有較高熔點材料的部件表面質量要求得不太苛刻，并在形狀上提供一個大自由度，從而可以通過選擇合適的形狀使元件獲得一個最佳強度和剛度。
最好是非磁性材料部件鑄造在軟磁性材料的磁極部件上，同時采用銅或鋁合金作為非磁性材料，鋼作為軟磁性材料。
這些材料分別具有良好的磁性能或隔離性能并具有較高的強度;同時，銅或鋁合金，例如黃銅很容易鑄造，特別是采用壓鑄工藝。當然其它的磁性或非磁性材料也可以使用，例如非磁性材料可以包括具有所需性能的合適的塑性材料。
在本方法的一個實施例中，其中的元件具有多個固定間隔的磁極部件，在鑄造過程中，當非磁性材料鑄造在磁極部件之間時，磁極部件保持相間隔的關系。
在制造一個永磁性吸盤的元件情況下，有可能在非磁性材料鑄造之前，硬磁性材料的磁極部件被定位。
另外一個優點是非磁性材料具有高于磁極部件的熱膨脹系數，非磁性材料以這種方式鑄造磁極部件上，以使在磁極部件之間的非磁性材料部件相互連接。
當非磁性材料鑄造好后，元件冷卻，這些措施將導致在非磁性材料部件和磁極部件之間產生收縮連接。通過適當地選擇非磁性材料部件之間連接的材料、形狀和位置，可產生一個很強的收縮連接，它可以形成一個很堅固的元件。
本發明進一步涉及一個通過使用前面所述的方法制造磁吸盤元件的裝置，該磁吸盤元件具有軟磁性材料的磁極部件和與之相連的非磁性材料部件。
根據本發明，本裝置的特征是采用一個鑄造模具將具有最低熔點的材料部件鑄造到具有較高熔點的材料部件上;鑄造模具包括將具有較高熔點的材料部件相互定位和相對鑄造模具定位的裝置。
本發明還包括根據上述方法制造的磁吸盤元件。
本發明將在下面參照附圖
進行說明，其中僅有的附圖通過一個例子表示實現制造磁吸盤的方法的一個裝置的簡明透視圖。
在圖中通過例子表示的實施例涉及采用永久磁鐵產生磁吸力的吸盤。附圖表示上述磁吸盤的上部，所謂頂板1，它可以在該裝置中制造，采用根據本發明的方法也可以制造磁吸盤的下部，所謂內部系統。
另外，用相應的方法可以制造一個磁吸盤的輔助裝置，即疊層構造的工作吸持塊，以磁性吸持那些由于其幾何形狀不易吸持的產品。
頂板1由多個平行的固定距離相隔開的軟磁性材料(如st37)的磁極部件2構成，該磁極部件2的形狀為薄片，薄片之間設置非磁性材料，如黃銅的部件3。當然，也可以使用具有所需持性的其它材料，如塑性材料來取代黃銅。
磁極部件2在其相對而置的側面4，具有沿其整個厚度延伸的凹進部分，在由例子所示的實施例中，該凹進部分包括靠近磁極部件2端部的兩個孔5和靠近端部的下側槽口6，這些孔5和槽口6用于使非磁性材料通過極部件2，從而把磁極部件2連成一體，下面將更詳細的描述。在槽口6中形成的非磁性材料的窄條7也用來將頂板1以磁隔離的方式放入一個外殼內(未示出)，例如，該外殼可以由鑄鐵構成。用這種方法安裝，頂板1支撐在外殼部分上。
在非磁性材料部件3中，磁極部件2之間的空腔8留出開口以插入磁鐵21，這些磁鐵21和磁吸盤內部系統的磁鐵一起產生磁力將工件吸持在頂板1的上表面9上。其余結構和整個磁吸盤的操作是常規的且認為是已知的。
用于制造頂板1的裝置包括一個鑄造模具10，它具有一個上模具部件11和下模具部件12，通過定位銷釘13和定位凹槽14將一個部件裝配到另一個部件上。上模具部件包括與下模具部件12上的分配空間16相通的一個澆鑄口15，該分配空間通過沿模具空腔17長度分隔開的注入口18與模具空腔17聯通。
與注入口18相對的模具空腔17的一側，一個隆起的腔室19通過在上模具部件11上的通道(未示)與模具空腔17相連通。
在模具空腔17中，具有多個平行相間的肋20，上述肋作為定位部件在模具空腔17內將磁極部件2定位。為此，相鄰肋20之間的距離為使磁極部件2可以在相鄰肋20間夾緊的距離。另外，肋20可用來在頂板1形成空腔8，因為鑄造材料被肋20阻擋，從而在肋20的位置處的空腔8就保留在頂板1上。
制造頂板1的方法如下首先，當鑄造模具10打開時，磁極部件2定位于下模具部件12的模具空腔17中肋20之間。隨后，鑄造模具通過將模具部件11置于模具部件12上而閉合，然后，非磁性材料(這里為黃銅)，在高壓下通過澆鑄口15，分配空間16和注入口18壓鑄到模具空腔17中。
當黃銅變硬時，鑄造模具10再打開，頂板1通過起模桿(未示)脫離開鑄造模具10的下模具部件12。當頂板1進一步冷卻之后，由于黃銅收縮的結果，且其收縮程度比鋼磁極部件2大，磁極部件2將以很高的收縮力被夾緊在黃銅部件3之間。并且事實上，由于黃銅通過磁極部件2上的孔5和槽口6延伸，從而構成一個很牢固的連接。以這種方式，形成一個非常堅硬和堅固的整體部件。
頂板1完全冷卻以后，磁鐵21插入空腔8，在此，磁鐵21可以滑動配合安裝在空腔8中。
對頂板1的外表面，特別是上表面9進行拋光來獲得一個光滑和齊平的外側。頂板1的下側可用一種塑性材料復蓋，該塑性材料以液體形式提供，并用來修整和固定空腔8中的磁鐵21。
根據本發明的方法，也有可能在鑄造非磁性材料之前就將硬磁性材料的磁鐵置于磁極部件2之間，從而在鑄造工序之后，只需對頂板1進行拋光。
根據本發明，提供了一個制造磁吸盤的方法，該方法能以很低費用實施且可使設計上有很大的自由度，從而使磁吸盤的元件在沒有高的額外花費條件下，對于強度、硬度、外觀進行優化。
本發明并非限制為附圖所示和前面所描述的實施例，它可以在所附權利要求的范圍之內以不同方式變化。例如，應該理解為本發明也包括具有平行或徑向磁極部件的轉動磁吸盤的制造，磁吸盤可以是永久磁鐵式或電磁鐵式。
永久磁鐵最好為像磁剛這樣的人造磁鐵，例如已知的鐵合金，如鋁鎳鈷合金、無碳鋁鎳鈷磁鐵，蒂克納爾鎳鐵鋁磁合金，或陶瓷磁鐵如鐵酸欽(Barium-Ferrite)，在高溫下燒結。
權利要求
1.一種制造磁吸盤元件的方法，該磁吸盤包括軟磁性材料的磁極部件和與之相連的非磁性材料部件，其特征在于具有最低熔點材料部件在鑄造模具中鑄造到具有較高熔點材料的部件上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于非磁性材料部件鑄造到軟磁性材料磁極部件上。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于采用銅或鋁合金作為非磁性材料，鋼作為軟磁性材料。
4.根據上述權利要求之一的方法，其特征在于采用壓鑄工藝。
5.根據權利要求2所述方法，其中吸盤元件具有多個固定距離相間的磁極部件，其特征在于當非磁性材料在磁極部件之間鑄造時，在鑄造過程中磁極部件保持相間隔的關系。
6.根據權利要求5所述方法，其特征在于非磁性材料具有比磁極部件更高的熱膨脹系數，非磁性材料以這種方式鑄造到磁極部件上，從而使在磁極部件之間的非磁性材料部件相互連接。
7.根據權利要求5所述方法，其特征在于在磁極部件的相對表面上具有沿磁極部件整個厚度上延伸的凹進部分，且由非磁性材料填充。
8.根據權利要求5-7所述方法，其中磁吸盤元件具有永久磁鐵，其特征在于磁極部件在鑄造中由隔離件隔開，在從鑄造模具中取走鑄件后，由隔離件所產生的空腔由磁鐵填充。
9.根據權利要求5-7之一的方法，其中磁吸盤元件具有永久磁鐵，其特征在于硬磁性材料的永久磁鐵和軟磁性材料的磁極部件都置于鑄造模具中，隨后非磁性材料在鑄造模具中鑄造。
10.制造磁吸盤元件的方法，包括以下步驟提供多個軟磁性材料磁極部件;將磁極部件在鑄造模具的隔離件之間以固定距離相間隔的關系安置，隔離件將磁極部件定位;將非磁性材料壓鑄到閉合的鑄造模具內，該非磁性材料具有比磁極部件的軟磁性材料低的熔點，該非磁性材料在磁極部件之間鑄造且由于固化使其與磁極部件相連;將含有磁極部件和非磁性材料的鑄件從鑄造模具中取出;將永久磁鐵放入因磁極部件之間隔離件在壓鑄期間形成的空腔中。
11.采用上述權利要求之一所述方法的制造磁吸盤元件的裝置，其元件具有軟磁性材料的磁極部件和與之相連的非磁性材料部件，其特征在于將具有最低熔點的材料部件鑄造到具有較高熔點材料的部件上的一個鑄造模具，該鑄造模具包括用于將較高熔點材料部件相互定位及相對鑄造模具定位的裝置。
12.由權利要求1-9所述方法制造的磁吸盤元件。
13.包括根據權利要求12所述元件的磁吸盤。
全文摘要
一種制造磁吸盤元件的方法和裝置，磁吸盤包括軟磁性材料磁極部件和與其相連的非磁性材料部件。該方法是指將非磁性材料部件鑄造到軟磁性材料的磁極部件上。在制造永磁吸盤的情況下，在鑄造過程中，在磁極部件之間保留有空腔。為此目的，裝置包括其中具有肋用來形成上述空腔的模具。在鑄造過程中，該肋還作為隔離件用來保持磁極部件相互隔開的關系。制好的磁吸盤元件具有堅固和堅硬的結構并制造費用比現有的磁吸盤要低。
文檔編號B23P15/36GK1038234SQ8910034
公開日1989年12月27日 申請日期1989年1月17日 優先權日1989年1月17日
發明者比利·羅伊, 路特·科尼里·西奧多魯斯·皮特·瑪麗亞 申請人:沃爾克-哈格公司