專利名稱：稀土永磁體的取向壓制成型設備的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型是關(guān)于稀土永磁體的取向壓制成型設備，特別涉及用于壓制成型的加料裝置。 背條技術(shù)
稀土永磁體分為燒結(jié)稀土永磁體和粘結(jié)稀土永磁體，燒結(jié)稀土永磁體極大部分為各向異性磁體。將松 散狀態(tài)的稀土永磁合金粉末(以下簡稱"磁粉，平均粒徑數(shù)Wn)置于壓機模腔內(nèi)，使其在外加充磁磁場 和壓力作用下成型(壓制后體積為壓制前體積的35%~50%)，磁粉取向壓制成型后經(jīng)過燒結(jié)程序成為燒結(jié)稀
土永磁體，例如燒結(jié)釹鐵硼磁體的最大磁能積為280 400KJM—3 (35 50MGOe)。從開始壓制到壓制結(jié)束，
磁粉需要始終處于不小于1194KA/m (150000e)的連續(xù)磁場(充磁磁場)中，足夠高的充磁磁場可以保證 磁粉在其密度較低時能夠按照充磁磁場的方向磁化并排列整齊，連續(xù)的充磁磁場使磁粉的磁化方向在其受 壓力作用而逐漸成為產(chǎn)品的過程中保持不變。充磁磁場使壓制成型的燒結(jié)稀土永磁體毛坯會存在部分剩 磁，導致其表面容易吸引磁粉，影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要對燒結(jié)稀土永磁體毛坯施加l個與充磁磁場方向 相反的反磁場(退磁磁場)來降低毛坯的剩磁，使之不再吸引磁粉，退磁磁場的大小需要根據(jù)不同磁粉的 磁性能而能夠進行調(diào)節(jié)。
粘結(jié)稀土永磁體是將磁粉和粘接劑的混合物置于模腔內(nèi)，使其在壓力作用下成型，不需要再經(jīng)過燒結(jié) 程序。如果磁粉在壓制成型過程中沒有受到外加充磁磁場的取向作用，壓制成型后成為各向同性粘結(jié)稀土
永磁體，磁性能較低，例如各向同性粘結(jié)釹鐵硼磁體的最大磁能積為48 64KJM—3 (6 8MGOe)。如果
磁粉在壓制成型過程中受到外加充磁磁場的取向作用，壓制成型后為各向異性粘結(jié)稀土永磁體，其壓制成 型過程同上述燒結(jié)稀土永磁體的壓制成型過程。各向異性粘結(jié)稀土永磁體的最大磁能積為同樣材料制成的
各向同性粘結(jié)稀土永磁體的數(shù)倍，例如各向異性粘結(jié)釹鐵硼磁體的最大磁能積可達到200 KJM—3 (25MGOe)。
壓制方向與充磁磁場方向垂直，稀土永磁體中磁粉的磁化方向呈輻射狀，壓制成型的稀土永磁體稱為 輻射取向磁環(huán)。壓制方向與充磁磁場方向平行，稀土永磁體中磁粉的磁化方向相互平行，壓制成型的稀土 永磁體稱為平行取向磁體。壓制方向與充磁磁場方向垂直，稀土永磁體中磁粉的磁化方向相互平行，壓制 成型的稀土永磁體稱為垂直取向磁體。
現(xiàn)有技術(shù)壓制成型各向同性粘結(jié)稀土永磁體大部分采用機械壓機。上壓頭移動和陰模移動位置靠凸輪 確定，改變上壓頭和陰模的移動位置需要更換凸輪，十分不便，并且需要較高成本，此種壓機不適宜用于 取向壓制成型各向異性粘結(jié)稀土永磁體。因為各向異性粘結(jié)稀土永磁體壓制成型時需要取向磁場，受到取 向磁場高度的限制，高度較大的永磁體需要經(jīng)過多次的加料和取向壓制成型才能完成，由此需要上壓頭和 陰模有多個移動位置，現(xiàn)有技術(shù)的凸輪很難滿足這個要求。
壓制成型各向同性粘結(jié)稀土永磁體時通常采用重力法加料，這種方法不適宜用于取向壓制成型各向異 性粘結(jié)稀土永磁體。由于增加了取向磁場，在取向磁場的作用下，磁粉容易堵塞模腔，依靠重力進入模腔 的磁粉移動時受到阻礙，造成加料困難。現(xiàn)有技術(shù)壓制成型各向異性燒結(jié)稀土永磁體大部分采用人工稱料 和加料，l臺壓機需要2人，l人稱料，l人加料和取走成品。為了避免磁粉氧化，稱料過程在氮氣保護下 進行，或者將稱料和壓機陰模上方全部處于氮氣保護下，加大設備體積和氮氣消耗。壓制成型的產(chǎn)品大部 分為方塊或者長圓柱磁體，再經(jīng)過磨、機械切割、電火花線切割等后加工方法，加工成為薄圓片、細長條、 圓環(huán)、瓦形等適合用戶需要的產(chǎn)品。材料損耗率較高，后加工耗能和人工也較多。
直接取向壓制成型環(huán)形和瓦形的各向異性燒結(jié)稀土永磁體時遇到的加料難題，與取向壓制成型各向異
性粘結(jié)稀土永磁體所遇到的加料難題相同。由于取向磁場的作用，模具和磁粉容易被磁化，依靠重力進入 模腔的磁粉移動時受到阻礙，造成加料困難。
本發(fā)明人在申請?zhí)?00610168009.9發(fā)明專利申請中提出用上壓頭將磁粉壓入模腔，以克服取向磁場造 成的加料困難。本專利是為實現(xiàn)上述方法而設計的稀土永磁體取向壓制成型設備，提供了設備的總體設計 方案和實現(xiàn)自動加料的加料機構(gòu)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是設計l套能夠自動取向壓制成型環(huán)形和瓦形稀土永磁體的設備。該設備通過控制 程序能夠?qū)崿F(xiàn)自動加料、自動完成取向壓制成型、退磁和自動脫模，而且能夠方便的更換模具和料盒。
如圖1所示，取向壓制成型設備主體包括導柱8，上固定板l、中固定板5和下固定板7與導柱8 固定，導柱的數(shù)量大于或等于2;上移動板2、上模具板3、下模具板4和下移動板6在移動時的同心度依 靠導柱8保證；導軌9、料盒10、料倉11安裝于上模具板3，料盒拖板24固定于料盒10，料盒蓋板25 固定于料倉11，料盒10的移動位置由控制程序決定；上壓頭16B安裝于上移動板2,取向壓制成型環(huán)形 稀土永磁體時，上芯柱16A安裝于上移動板2，上移動板傳動裝置17安裝于上固定板1，伺服電機18依 照控制程序可以改變上移動板2的移動位置和移動速度；下壓頭15安裝于中固定板5;取向壓制成型環(huán)形 稀土永磁體時，下芯柱13安裝于下移動板6，其上端面與上模具板3的上端面在相同水平面；陰模14安 裝于上模具板3與下模具板4之間，其上端面與上模具板3上端面在相同水平面，下端面與下模具板4下 端面在相同水平面；固定柱12安裝于下移動板6和下模具板4之間，保證下移動板6和下模具板4之間 的相對位置始終不變，進而保證下芯柱13與上模具板3的相對位置始終不變；下移動板傳動裝置19安裝 于下固定板7，伺服電機20依照控制程序可以改變下移動板6的移動位置和移動速度。磁場分布用M表 示。如圖9所示，推桿23安裝于上模具板3，可以依照控制程序自動將已經(jīng)取向壓制成型的稀土永磁體 22推至成品區(qū)。
將上移動板2向上移至最髙點，可以拆卸上芯柱16A和上壓頭16B;將下移動板6向下移至最低點， 可以將下芯柱13從上移動板2與上模具板3之間取出；將下移動板6向上移至最高點，可以拆卸下壓頭 15;將上模具板3向上移動，下模具板4向下移動，可以拆卸陰模14。
通過更換不同規(guī)格的陰模14以及與之相配的下芯柱13、下壓頭15、上芯柱16A、上壓頭16B和料盒 10，可以生產(chǎn)不同規(guī)格的稀土永磁體22。
取向壓制成型環(huán)形稀土永磁體時，加料過程中，磁粉21在上壓頭16B的作用下進入陰模14內(nèi)；之后， 料盒10從陰模14的上方回到料倉11的下方，如果此時上壓頭16B空腔內(nèi)的磁粉21掉下，將造成污染， 而且磁粉21還有可能阻塞在上壓頭16B的空腔內(nèi)，阻止上壓頭16B再次進入陰模14。為了解決上述難題， 需要在上壓頭16B空腔內(nèi)安裝上芯柱16A,上芯柱16A是外徑等于上壓頭16B內(nèi)徑的實芯圓柱。當磁粉 21在上壓頭16B的作用下進入陰模14內(nèi)的時候，上芯柱16A下端面始終髙于料盒10上端面，避免影響 料盒10內(nèi)磁粉21的密度。在磁粉21被壓入陰模14之后，上壓頭16B的下端面相對于料盒10向上移動 時，上芯柱16A的下端面相對于上壓頭16B向下移動，此時上芯柱16A將上壓頭16B空腔內(nèi)的磁粉21 推至料盒10內(nèi)；待上壓頭16B的下端面高于料盒10的上端面，并且上芯柱16A的下端面與上壓頭16B 的下端面在相同水平面時，上芯柱16A與上壓頭16B共同返回。此種工作方式，可以避免磁粉21散落在 料盒10夕卜，造成污染。取向壓制過程中，上芯柱16A受到陰模14的阻擋作用，停止移動；上壓頭16B 單獨向下移動，將磁粉21壓制成型為稀土永磁體22。
料盒10沿導軌9移動，導軌9安裝于上模具板3。料盒10從料倉11下方向陰模14上方移動，移動 過程中料盒處于料盒蓋板25與導軌之間，可以有效的避免磁粉21被氧化。隨著料盒10的移動，料盒拖 板24將料倉11封閉，避免料倉11內(nèi)磁粉21的泄漏。提高料盒10內(nèi)徑與上壓頭16B外徑的配合精度， 可避免加料時磁粉21溢出料盒10。以上措施還有利于避免磁粉21被氧化。


圖1取向壓制成型設備的主體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2壓制前準備狀態(tài)的局部放大示意圖
圖3(a)上壓頭將磁粉壓入陰模過程的位置示意圖
圖3(b)上壓頭將磁粉壓入陰模過程的局部放大示意圖A-A
圖4加料完成后上壓頭返回過程的局部放大示意圖
圖5取向過程的局部放大示意圖
圖6壓制成型過程的局部放大示意圖
圖7退磁過程的局部放大示意圖
圖8脫模過程的局部放大示意圖
圖9將磁體推至成品區(qū)過程的局部放大示意圖
具體實施方式
實例1:自動取向壓制成型輻射取向環(huán)形稀土永磁體的具體實施過程
a、 準備如圖2所示，上芯柱16A和上壓頭16B共同移動至壓制前準備位置，上芯柱16A的下端面高于 上壓頭16B的下端面，其距離大于料盒10的高度；陰模14移動至壓制前準備位置。
b、 加料如圖3(a)所示，料盒10由料倉11下方向陰模14上方移動，當料盒10內(nèi)徑對準陰模14時，料 盒10停止運動；上芯柱16A和上壓頭16B相對于陰模14向下移動；如圖3(b)所示，當上芯柱16A的 下端面與料倉10的上端面在相同水平面時，上壓頭16B將磁粉21壓入陰模14內(nèi)。
c、 加料完成如圖4所示，上芯柱16A和上壓頭16B相對于陰模14向上移動；在上壓頭16B的下端面 與料倉10的上端面在相同水平面時，上壓頭16B停止移動，上芯柱16A向下移動，將上壓頭16B內(nèi) 腔中所帶的磁粉21推回料倉10中；當上芯柱16A的下端面與料倉10的上端面在相同水平面時，上 芯柱16A和上壓頭16B相對于陰模向上移動，分別返回到壓制前準備位置；料盒IO返回料倉11下方。
d、 取向如圖5所示，首先，上壓頭16B向下移動，直至上壓頭16B下端面與陰模14上端面在相同水 平面；然后，陰模14向上移動，使磁粉21置于充磁磁場工作氣隙內(nèi)。
e、 壓制成型如圖6所示，上壓頭16B向下移動，同時陰模14向下移動，直至將磁粉21壓制成型為稀 土永稀土永磁體22。這個過程中，上壓頭16B的移動速度是陰模14移動速度的2倍，稀土永磁體22 始終處于充磁磁場中。
f、 退磁如圖7所示，陰模14向下移動，稀土永磁體22通過退磁磁場工作氣隙，稀土永磁體22被退磁。
g、 脫模如圖8所示，陰模14繼續(xù)向下移動，直至稀土永磁體22下端面與陰模14上端面在相同水平面， 陰模H停止運動。
h、 將稀土永磁體推至成品區(qū)如圖9所示，上芯柱16A和上壓頭16B向上返回到壓制前準備位置，推桿 23將己經(jīng)壓制完成的稀土永磁體22推至成品區(qū)。圖9為圖1的右視圖。
1 上固定板
2 ....................................上移動板
3 ....................................上模具板
4 ....................................下模具板
5 ....................................中固定板
6 ....................................下移動板
7 ....................................下固定板
8 ....................................導柱
9 ....................................導軌
10 ....................................料盒
11 ....................................料倉
12 ....................................固定柱
13 ....................................下芯柱
14 ....................................陰模
15 ....................................下壓頭
16A....................................上芯柱
16B....................................上壓頭
17 ....................................上移動板傳動裝置
18 伺服電機
19 ....................................下移動板傳動裝置
20 ....................................伺服電機
21 ....................................磁粉
22 ....................................稀土永磁體
23 ....................................推桿
24 ....................................料盒拖板
25 ....................................料盒蓋板
權(quán)利要求1.1種稀土永磁體的取向壓制成型設備，包括上固定板、上移動板、上模具板、下模具板、中固定板、下移動板、下固定板、導柱、導軌、料盒、料倉、固定柱、下芯柱、陰模、下壓頭、上芯柱、上壓頭、上移動板傳動裝置和伺服電機、下移動板傳動裝置和伺服電機、料盒拖板、料盒蓋板和推桿，其特征在于a.上固定板、中固定板和下固定板與導柱固定，導柱的數(shù)量大于或等于2，b.上壓頭安裝于上移動板；取向壓制成型環(huán)形稀土永磁體時，上芯柱安裝于上移動板，c.上移動板傳動裝置安裝于上固定板，通過伺服電機控制上移動板的移動位置和移動速度，d.固定柱安裝于下模具板和下移動板之間，e.陰模安裝于上模具板和下模具板之間，f.下壓頭安裝于中固定板；取向壓制成型環(huán)形稀土永磁體時，下芯柱安裝于下移動板，g.下移動板傳動裝置安裝于下固定板，通過伺服電機控制下移動板的移動位置和移動速度，h.導軌、料盒、料倉、和推桿安裝于上模具板。
2. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于a. 將上移動板向上移至最高點，可以拆卸上芯柱和上壓頭，b. 將下移動板向下移至最低點，可以將下芯柱從上移動板與上模具板之間取出，c. 將下移動板向上移至最髙點，可以拆卸下壓頭，d. 將上模具板向上移動，下模具板向下移動，可以拆卸陰模，e. 可以更換不同規(guī)格的料盒。
3. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于上移動板、上模具板、下模 具板和下移動板依靠導柱保證移動時的同心度。
4. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于取向壓制成型稀土永磁體時，通過控制程序，上芯柱與上壓頭可以分別移動，也可以同時移動。
5. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于取向壓制成型稀土永磁體時， 通過控制程序，陰?？梢愿鶕?jù)需要移動。
6. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于取向壓制成型稀土永磁體時， 通過控制程序，料盒可以沿導軌移動。
7. 如權(quán)利要求1中所述的稀土永磁體取向壓制成型設備，其特征在于料盒移動過程中，料盒拖板 密封料倉下端面，料盒蓋板密封料盒上端面，導軌密封料盒下端面。
專利摘要一種自動取向壓制成型環(huán)形和瓦形稀土永磁體的設備。該設備是由程序控制伺服電機，伺服電機通過傳動裝置可以準確改變上壓頭和陰模的位置，其相對位置的改變可以實現(xiàn)加料、取向、壓制成型、退磁和脫模；導柱的設計保證上壓頭和陰模移動時的同心度。以上措施可以保證稀土永磁體的尺寸精度和一致性。上芯柱的設計避免磁粉散落在料盒外所造成的污染；料盒蓋板和料盒拖板的設計避免了磁粉的氧化影響稀土永磁體的性能。該設備能夠方便的更換模具和料盒，以滿足壓制成型不同規(guī)格稀土永磁體的需要。
文檔編號B28B3/04GK201064922SQ20072015496
公開日2008年5月28日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者燕 姚, 姚云甫 申請人:姚 燕;姚云甫