一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，屬于磁性材料生產(chǎn)領(lǐng)域，它包括多極磁環(huán)成型模具，還包括多個(gè)線圈繞組、RC充放電路。所述的多個(gè)線圈繞組分別繞制在模具型腔塊中的多個(gè)磁極上，并與所述的RC充放電路相連。本發(fā)明通過所述的RC充放電路瞬間放出的大電流，使所述的較少匝數(shù)的線圈繞組產(chǎn)生足夠大的磁場，使磁粉顆粒在各個(gè)所述的線圈繞組所產(chǎn)生的磁場的作用下進(jìn)行定向排列，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化壓制各向異性多極磁環(huán)和提高磁環(huán)磁性能創(chuàng)造了條件。
【專利說明】一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性材料生產(chǎn)裝置，特別涉及一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]多極磁環(huán)廣泛應(yīng)用于永磁同步電機(jī)、永磁歩進(jìn)電機(jī)、儀器儀表、定時(shí)器、傳感器、微波器件、電子器件等領(lǐng)域，各向異性多極磁環(huán)與各向同性磁環(huán)相比，具有磁性能高、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。各向異性磁性材料在壓制成型時(shí)需提供一個(gè)磁場對磁性材料顆粒進(jìn)行排列取向，磁性材料顆粒取向度越高，磁性材料的磁性能就越好，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度就越高。為獲得較高的磁性能，取向磁場必須有足夠的強(qiáng)度，取向磁場強(qiáng)度主要由線圈繞組的電流強(qiáng)度和匝數(shù)的乘積即安匝數(shù)決定的，一般需要安匝數(shù)大于20000安匝。各向異性多極磁環(huán)所要取向的磁極數(shù)較多，有時(shí)多達(dá)幾十極，這就需要許多通直流電的線圈繞組同時(shí)工作，而一般的直流電源所能提供的電流大小十分有限，因此線圈繞組的匝數(shù)很大才能滿足所需的取向磁場強(qiáng)度，要在模具有限的空間內(nèi)安裝多個(gè)匝數(shù)很大的線圈繞組十分困難，對直流電源的功率要求也很大。因此現(xiàn)在一般采用高性能的永磁材料(如釹鐵硼)產(chǎn)生的磁場作為磁性材料顆粒的取向磁場，把高性能永磁材料切割成片后均勻嵌入模具型腔塊中，從而實(shí)現(xiàn)多極取向的目的(如圖2所示)。但此種方法在壓制成型的加料過程中，由于永磁材料磁場對磁性材料顆粒的吸引，把料封堵在模具型腔口，使料無法進(jìn)入模具型腔中，因而無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加料壓制成型，此種模具只能做成模具型腔塊和模具型腔壁可分離的手工模具，具體的操作過程是:先人工先稱取一定量的料，加入到模具型腔中，然后套入模具型腔塊，加入上下模頭后進(jìn)行壓制，壓制結(jié)束后把模具型腔和模具型腔壁分離，取出坯件，準(zhǔn)備下一次的壓制。因此此種方法壓制效率較低，而且因?yàn)橛来挪牧洗艠O難以提供更高的磁場強(qiáng)度，使得多極磁環(huán)的性能難以進(jìn)一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服上述問題，提供一種便于自動(dòng)壓制成型、結(jié)構(gòu)簡單可靠的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的方法是:一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，包括成型模具，其特征在于:還包括RC充放電路和多個(gè)放置于模具型腔塊內(nèi)線圈繞組用于產(chǎn)生磁場，所述的線圈繞組、RC充放電路相互連接。利用所述的RC充放電路的放電電路瞬間釋放的大電流使所述的匝數(shù)較少的線圈繞組獲得足夠的安匝數(shù)，對磁性顆粒產(chǎn)生足夠強(qiáng)的取向磁場，如圖3、圖4所示。
[0005]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的多個(gè)線圈繞組與一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的所述的RC充放電路連接，所述的一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的RC充放電路在磁環(huán)壓制成型過程中依次放電，直至磁環(huán)壓制成型結(jié)束。即在壓制過程中所述的線圈繞組通過一次或多次脈沖大電流，磁性顆粒受到一次或多次脈沖磁場的取向，在加料過程中整個(gè)模具是無磁場的。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的RC充放電路由充電電路和放電電路組成，所述的充電電路主要由直流電源、電容組和限流電阻組成，直流電源對電容組充電。所述的放電電路主要由電路導(dǎo)通裝置、電容組和線圈繞組組成,放電電路導(dǎo)通后電容組瞬間放電,在線圈繞組上產(chǎn)生大電流,從而線圈繞組產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場，如圖3所示。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的模具型腔塊加工成多個(gè)磁極均勻分布在模具型腔壁外側(cè)，模具型腔塊和模具型腔壁緊密連接，在所述的磁極上繞制所述的線圈繞組，線圈繞組產(chǎn)生的磁場通過所述的磁極的傳遞到磁性顆粒使磁性顆粒排列取向，如圖4所示。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:在所述的RC充放電路中，所述的充電回路的充電電壓大于100伏特，所述的充電回路的用于貯電電容組總體電容量小于20000微法拉，所述的放電回路的電阻值小于0.5歐姆。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的線圈繞組的匝數(shù)為小于30匝，即所述的線圈繞組的匝數(shù)應(yīng)較小，可使所述的線圈繞組體積較小，便于在較小的模具空間中進(jìn)行布置，并使所述的RC充放電路的放電回路的電阻值較小。并且在所述的二個(gè)相鄰的磁極上分別繞制的所述的線圈繞組，其繞制方向是不同的。即如果在一個(gè)所述的磁極上所述的線圈繞組是順時(shí)針繞制，則其相鄰的所述的磁極上所述的線圈繞組是逆時(shí)針繞制。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的模具型腔塊采用導(dǎo)磁材料，所述的模具型腔壁采用不導(dǎo)磁材料。所述的模具型腔塊采用導(dǎo)磁良好的材料有助于增大對磁性顆粒的取向的取向磁場，所述的模具型腔壁采用不導(dǎo)磁材料是為了防止所述的磁極之間的磁場短路。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的磁極的極頭寬度大于所述的模具型腔壁的厚度，如所述的磁極的極頭寬度為dl，所述的模具型腔壁的厚度為d2，則應(yīng)dl>d2，如圖4所示。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
利用RC充放電路產(chǎn)生的瞬間大電流，使較少匝數(shù)的線圈繞組獲得了足夠的磁場強(qiáng)度對磁性顆粒進(jìn)行排列取向。較少匝數(shù)的線圈繞組使得在有限的模具空間中布置多個(gè)線圈繞組成為可能。加料時(shí)模具無磁場，使得壓機(jī)料靴中磁性顆粒能充分填滿模具型腔中，為各向異性多極磁環(huán)的自動(dòng)壓制成型和提高磁環(huán)的磁性能創(chuàng)造了條件。RC充放電路充電功率較小，具有一定的節(jié)能效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為磁環(huán)成型模具的示意圖，由模具型腔塊和模具型腔壁構(gòu)成模具型腔，磁性顆粒粉加入到模具型腔中，上模頭、下模頭進(jìn)入模具型腔中壓制磁環(huán)，模芯的作用是使磁環(huán)產(chǎn)生內(nèi)孔。
[0014]圖2為傳統(tǒng)工藝加工各向異性多極磁環(huán)的模具(不包含上下模頭)示意圖，圖為壓制八極磁環(huán)的模具。八塊永磁材料鑲嵌在模具型腔塊中，均勻分布在模具型腔壁外側(cè)，永磁材料的磁場對模具型腔中的磁性顆粒進(jìn)行排列取向，其中的模具型腔塊和模具型腔壁可相互分離。
[0015]圖3為本發(fā)明產(chǎn)生多極磁場的電氣示意圖，由充電電路和放電電路構(gòu)成。直流電源、限流電阻和電容組構(gòu)成充電電路。電容組、電路導(dǎo)通裝置和線圈繞組構(gòu)成放電電路，多個(gè)線圈繞組放置在模具型腔塊中，電容組放電時(shí)，線圈繞組產(chǎn)生磁場。
[0016]圖4為本發(fā)明各向異性多極磁環(huán)的模具(不包含上下模頭)示意圖，圖為壓制八極磁環(huán)的模具。線圈繞組繞制在模具型腔塊中的磁極上并均勻分布在模具型腔壁外側(cè)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明；
下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是幅圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0018]磁性顆粒加入到壓機(jī)附屬的料斗中，由加料靴把磁性顆粒加入到模具型腔中，加料靴和料斗相連接。
[0019]如圖1所示的模具型腔塊和模具型腔壁總稱為模具型腔副，所示的上模頭與壓機(jī)上缸活塞相連，模具型腔副、模芯與模架相連接并與壓機(jī)下缸活塞相連，下模頭在模架上固定不動(dòng)。壓制時(shí)壓機(jī)上缸活塞帶動(dòng)上模頭下行，上模頭接觸到模具型腔副后帶動(dòng)模具型腔副和模芯一起下行，模具型腔副和模芯與下模頭形成相對運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對磁性顆粒的雙向壓制。
[0020]具體壓制過程:
本例中采用三組充放電路與模具型腔塊中的線圈繞組相連。
[0021]加料
壓制時(shí)壓機(jī)下缸活塞帶動(dòng)模具型腔副、模芯上升使之處于加料狀態(tài)，加料靴在模具型腔副上來回振動(dòng)使模具型腔中加滿磁性顆粒。
[0022]壓制成型
壓機(jī)上缸活塞帶動(dòng)上模頭下行，當(dāng)上模頭剛要接觸模具型腔副時(shí)第一個(gè)行程開關(guān)發(fā)訊，觸發(fā)圖3中所示的電路導(dǎo)通裝置導(dǎo)通第一組充放電路中的放電回路放電，使模具型腔中的磁性顆粒受到第一次磁場取向。壓機(jī)上缸活塞帶動(dòng)上模頭繼續(xù)下行，當(dāng)下行一定的距離時(shí)第二個(gè)行程開關(guān)發(fā)訊觸發(fā)第二組電路導(dǎo)通裝置導(dǎo)通第二組充放電路中的放電回路放電，使模具型腔中的磁性顆粒受到第二次磁場取向。同樣的方法，第三組充放電路中的放電回路放電，使模具型腔中的磁性顆粒受到第三次磁場取向。
[0023]脫模
當(dāng)壓機(jī)上缸壓制壓強(qiáng)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，壓機(jī)上缸活塞帶動(dòng)上模頭上行，壓機(jī)下缸活塞帶動(dòng)模具型腔副、模芯下降，使壓制成型后的磁環(huán)脫出模具型腔實(shí)現(xiàn)脫模。
[0024]本發(fā)明所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)與成型壓機(jī)配合使用，實(shí)現(xiàn)了對各向異性多極磁環(huán)自動(dòng)壓制成型，提高了生產(chǎn)效率，消除了人為因素，有利于提高各向異性多極磁環(huán)的磁性能。[0025]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作任何其他形式的限制，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，包括成型模具，其特征在于:還包括RC充放電路和多個(gè)放置于模具型腔塊內(nèi)的線圈繞組用于產(chǎn)生磁場，所述的線圈繞組、RC充放電路相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的多個(gè)線圈繞組與一個(gè)或多個(gè)所述的RC充放電路連接，所述的一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的RC充放電路在磁環(huán)壓制成型過程中依次放電，直至磁環(huán)壓制成型結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的RC充放電路由充電電路和放電電路組成，所述的充電電路主要由直流電源、電容組和限流電阻組成，所述的放電電路主要由電路導(dǎo)通裝置、所述的電容組和所述的線圈繞組組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的模具型腔塊加工成多個(gè)磁極均勻分布在模具型腔壁外側(cè)，在所述的磁極上繞制所述的線圈繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:在所述的RC充放電路中，所述的充電回路的充電電壓大于100伏特，所述的充電回路的電容組總體電容量小于20000微法拉，所述的放電回路的電阻值小于0.5歐姆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的線圈繞組的匝數(shù)小于30匝，并且在所述的二個(gè)相鄰的磁極上分別繞制的所述的線圈繞組，其繞制方向是不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的模具型腔塊采用導(dǎo)磁材料，所述的模具型腔壁采用不導(dǎo)磁材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4或7所述的一種各向異性多極磁環(huán)成型模具系統(tǒng)，其特征在于:所述的磁極的極頭寬度大于所述的模具型腔壁的厚度。
【文檔編號】B22F5/10GK103611938SQ201310667919
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】丁世瑜 申請人:丁世瑜