注塑机专用磁力换模夹具

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磁力换模夹具在应用上具有诸多综合优势，例如，可在整个夹持区域或接触面上平均分布夹持力。对于用户而言，使用这样的磁力换模夹具能够显著提高生产效率。但是，由于不同厂家在技术理念和产品性能上存在很大的差异，用户在选择夹具产品时，非常有必要注意产品的具体技术参数。为此，下文通过对同行的不同磁力换模夹具产品进行对比，深入分析了EAS Europe B.V.公司的Pressmag磁力换模夹具的技术特点。
EAS 磁力换模夹具的优势
3 G- G( W& S0 {& ^6 m! r磁力换模夹具最大的优点就是，它无需通过加装标准化模具背板来匹配安装在固定位置的夹具，即可标准化模具/机器的接触面。相比其他换模夹具，磁力换模夹具的灵活性更大，可夹持圆形模具、块状模具或带方形模具背板的模具，同时也简化了工艺过程。
9 o* D' }9 c+ l9 }; V# B7 d: a然而，现有的磁力换模夹具在设计理念和性能上是不同的，因此，要比较这些磁力夹具的技术优劣，生产商还必须要了解具体应用领域所采用的设计理念和技术。
2 ^9 r9 h! {% |6 O相对其他磁力换模夹具，EAS Pressmag 磁力夹具是专为注塑机上的应用而设计，而不仅仅是加工中心上对工件夹持应用磁力夹具的改进。这是基于对注塑机上的特定工作条件的考虑，尤其是整体考虑到注塑机及其各种基本条件，例如：静力和循环力的应用，更高的操作温度，机器模板和注塑模之间的垂直接触面，所要求的夹持方案大大有别于在已有夹持系统上所做的改进。
要求不同，解决方案有差异
尽管从注塑机的整个范畴上讲，小型机器和大型机器对夹持与固定注塑模具的基本要求是一样的，但是细究之下就会发现一个重要不同：相比装有大且重模具的大型机，小/中型机器存在着其他基本条件，即模具的实际尺寸存在着差异。
9 X, B4 C. T1 M. Q- e9 @% z一般，小/中型模具是由相对较薄的板块（包括背板）组成，由于两个金属组件之间的磁力有赖于（除了要使用正确的材料）足够的材料厚度，以便通过足够的磁通量形成磁场。很明显，相对于装有大型模具的大型机器，小/中型机器存在着不同的先决条件。因此，小/中型机器上的最佳夹持力可由大量具有短程磁场的小磁极实现，而大磁极的更佳效果可以在大型机器上实现。
, `8 _* b! s5 g6 [1 h基于上述几点考虑，Messrs. EAS开发出了两种不同的磁力换模夹具，即Pressmag SP和Pressmag HP。其中，Pressmag SP 运用了方型小磁极技术，适用于小/中型机器，夹持力可达400t，Pressmag HP（如图1所示）则运用了长型磁极技术，适用于大型机器。
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, r4 |: c( Y9 F, e" {' |& _  O, y7 ~图1 EAS Pressmag HP磁力夹具的长型磁极具有超强磁力，可夹持大型且沉重的注塑模绝大多数厂家在其所有应用中采用的都是一般夹具，这种夹具采用的是多个面积为80mm×80mm的方型大磁极。很显然，对于小型模具，这种夹具的技术性能会大大降低。这是因为，磁极的大小决定了磁场范围的不同（如图2和图3所示）。大磁极所产生的磁场范围更大，而要保证全部磁力都发挥作用，只能通过增加背板厚度来实现。因此，采用大磁极不仅会增加成本，还会相应减少注塑机的模厚和开模行程。
) v# W* T/ o( g4 m, f: [
; ]$ `9 W6 M9 w2 @# B8 C图2 方型磁极的磁力换模夹具示意图：上图为采用80mm×80mm磁极的夹具，
9 Y  N* P) w# ]. a5 P( w下图为采用47mm×47mm磁极的EAS Pressmag夹具（黑色方块为北极，灰色方块为南极）
" r, }+ x. W) a, V* F' }" P
7 z' O# i0 M1 ~+ q) v) {图3 采用80mm×80mm磁极的夹具与采用47mm×47mm磁极的夹具在磁通量分布上存在着明显的差异，
: L, h7 d1 r6 ?9 A2 A% w3 Z& P后者的磁通量在模具背板内的分布更加均衡和集中相比之下，EAS的Pressmag SP则采用了另一种排布，即采用了大量面积为47mm×47mm的方型小磁极。这种排布会减小磁场的有效到达范围，使磁通量在规定的背板厚度内充分发挥成为可能，而且能够避免因散乱磁通量而引起的损耗，从而在实际操作中可获得全部夹持力。
) O! o1 g# \, e, v& o. FPressmag SP的另一个创新之处是采用了独特的多向磁极单元。这些磁极单元具有立方体基座，而其接触面却呈圆头形（如图4所示）。虽然每对磁极的几何尺寸和形状有所不同，但由于这种圆头设计可形成圆形磁场，仍然能够确保磁场的均衡分布。

图4 EAS Pressmag SP夹具适用小/中型设备。图中所示的是47mm×47mm方型磁极的装配（上图）
' q& E/ h) [3 o% [: S$ D及实际操作时的圆头接触面（下图）详图这种方型小磁极使得磁板夹持力的分布设计更加灵活。因此，这种夹具在既定面积上拥有更多的磁极数量，而磁极越多，顶出孔和中心定位孔周围的磁极排布也更灵活，因此可产生出更高的总夹持力（如图5所示）。

& h$ s  y0 ~% V$ n' X5 l5 V7 g9 o图5 与采用80mm×80mm方型磁极的夹具相比，Pressmag SP（绿线）
0 Z( V# _- n! i能够产生更高的总夹持力当被模具完全覆盖时，每个小磁极可产生2.2kN的夹持力。Pressmag SP磁力换模夹具设计的磁极数量都达到或超过理论开模力，以及注塑模具最大重量要求的夹持力。
- ]: D, d) ~2 @  C8 Y1 K7 b  w小磁极排布的灵活性使得磁板上能够设计足够多的安装螺栓，以防止磁板在设备开模过程中发生弯曲变形。因为如果螺栓安装过少，磁力换模夹具在应用过程中会变形，进而在夹具与模具之间形成空隙，减少夹持力。
采用这种方型小磁极不仅可以获得效果更佳的夹持力，还可将磁板的厚度减少到38mm（市场上其他磁力夹具的磁板厚度为55mm）。这样，加上标准（薄）背板后，设备的尺寸仍在标准规格内，因此不必选配更长的框架和更长的拉杆。
  Z* N% m7 R) G! Y9 x另外，Pressmag SP夹具可在高达150℃的环境温度下正常工作，而且具有极佳的性能优势，而其他厂家供应的标准夹具产品其使用温度为100~120℃。
采用长型磁极的Pressmag HP
+ ?7 T9 w+ x2 m7 V1 I由于大型注塑机及相应模具的布局相对宽敞，因此，相对于空间布局，其夹持力和操作安全的要求更为重要。出于这一考虑，EAS公司开发了长型磁极的Pressmag HP磁力换模夹具（如图6所示）。

  p7 G9 D; G& a( C! `图6 大型机器用磁力换模夹具：Pressmag HP长型磁极换模夹具（右）
与采用80mm×80mm方型磁极的夹具（左）与方型磁极相比，长型磁极在功能上有明确的不同：即便只有部分被覆盖，长型磁极也能够聚集绝大部分的磁通量。因此，即便模具没有完全覆盖磁力模板，也可产生几乎全部的夹持力（如图7所示）。相对于磁板尺寸相同的方型磁极磁力夹具，长型磁极的设计能够产生更大的夹持力。我们在锁模力为720T、1500T和1600T的设备上对两种夹具进行了实际测试，结果表明，Pressmag HP长型磁极夹具有更大的夹持力，应用于大型设备时优势更明显（如图8所示）。
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图7 长型磁极换模夹具以基板为南极，块状磁体为北极。即便磁极未被完全覆盖，
整个磁极的全部磁通量仍然起作用Pressmag HP采用了长型磁极夹具和单向技术，以单个磁体为北极，基板作南极，从而使两个磁极的接触面达到中性，确保无散乱磁通量出现。
长型磁极插入承载基板加工好的位置后，可得到具有更大的刚性和稳定性的磁力模板机械构造，在应用过程中更不容易发生变形。同时，由于安装有足够多的螺栓，磁板同模具背板间并无空隙产生，因此不会出现夹持力损耗的现象。
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; H9 I+ x- P$ d3 Q, C, A! Z图8 夹持力的比较：EAS Pressmag HP长型磁极夹具（蓝线）具有更大的夹持力，
! r4 |2 T% H! V3 ]0 t1 z应用于大型设备上时优势更明显绝佳安全性
8 m, m* U1 F. c1 E0 K3 ~  zEAS Pressmag夹具是依据注塑模的潜在最大重量和注塑机的开模力而设计的，具有很高的安全性。
新的“四合一”传感器可监控模具是否与磁板接触，温度变化、磁通量水平是否在设定范围内（假设模具背板用了非磁性材料），以及生产过程中磁通量的变化情况（假设有间隙产生）。该传感器与设备控制单元相连，如果检测到任何问题，可立即停止设备的运转。

" z( y# n3 c! @1 \8 @, a# a图9 用于非自动化换模系统的机械安全装置选配：注塑模上的支撑销（上图）和磁板上的卡口另外，在磁板上部，EAS公司还提供了额外的安全选配。这是一项具有专利的机械安全装置，由一个或两个插在模具背板上的插销以及磁力夹具上的键槽组成。当出现非常罕见的整个夹具系统失灵的情况时，插销会及时阻止模具掉落（如图9所示）。
9 [, c" m  Y- O1 V" B, O$ W' a& ^文章关键词： 注塑机 夹具