注塑机专用磁力换模夹具.doc

注塑机专用磁力换模夹具

作者：EAS Europe B.V.公司    来源：现代塑料

Messrs.EAS公司专为注塑机应用开发了两种EAS Pressmag磁力换模夹具，它们采用了独特的磁极排布方式，可有效避免因散乱磁通量而引起的损耗，在实际的操作中可提供稳定的夹持力，总夹持力和夹持效果均优于一般的磁力换模夹具。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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，
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）

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，
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。

Pressmag 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）
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）。

图5 与采用80mm×80mm方型磁极的夹具相比，Pressmag SP（绿线）
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。

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。

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

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）。

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）。

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。

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，
应用于大型设备上时优势更明显
绝佳安全性

EAS 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。

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）。(end)