大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及加速器設備中大型電磁鐵鐵芯的制造工藝【技術領域】，尤其是涉及一種大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法。其采用左右兩部分分段疊壓的方式，制造出的大曲率偏轉磁鐵，大大降低了大曲率偏轉磁鐵鐵芯的疊壓難度，制造過程操作簡單，既保證鐵芯具有良好的剛性，又滿足了鐵芯疊壓系數(shù)的要求，疊壓系數(shù)達到0.97～0.98，磁場均勻度好于±1.5x10-4，效果較好。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及加速器設備中大型電磁鐵鐵芯的制造工藝【技術領域】，尤其是涉及一種 大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法。 大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法

【背景技術】
[0002] 大曲率高精度偏轉磁鐵的制造水平是影響磁鐵磁性能的關鍵之一。電磁鐵的線圈 通電后鐵芯會產(chǎn)生很強的磁場，脈沖磁鐵的鐵芯需要用厚度較薄的硅鋼片沖制成形后，通 過總推力不小于3. OxlO6牛頓的專用疊壓機疊壓而成，鐵芯的疊壓系數(shù)是否達到要求對電 磁鐵磁性能的影響很大。因此，能否通過良好地制造工藝保證大曲率偏轉磁鐵的加工質量， 關系到磁場勵磁效率的高低。目前，利用傳統(tǒng)工藝制造大曲率高精度偏轉磁鐵時，由于鐵芯 曲率半徑小，長度較長，會導致鐵芯整體疊壓困難，不僅效率低下，而且更重要的是鐵芯的 疊壓系數(shù)會降低，嚴重影響磁鐵的磁場強度和磁場均勻性。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足提供一種大曲率高精度偏轉磁鐵的制造 方法，從而有效解決現(xiàn)有技術的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：所述的大曲率高精度偏轉磁鐵的制 造方法，其鐵芯為Η型上下對稱結構，特點是包括如下步驟：
[0005] (1)、將厚度0.5mm的硅鋼片在精密沖床上沖制成鐵芯沖片的形狀，并采用三 坐標測量儀進行尺寸合格檢測，長度尺寸誤差不大于〇. 〇5mm，高度方向尺寸誤差不大于 0. 04mm，厚度誤差不大于0. 03mm ;
[0006] (2)、將檢測合格的鐵芯沖片表面均勻涂覆厚度為50-70 μ m的高溫固化膠；
[0007] (3)、將帶有膠層的鐵芯沖片防置在不同類型的疊壓模具上，分別疊壓出對應鐵芯 八個不同部位的四種端板；所述的四種端板包括鐵芯的左上端板和右下端板、鐵芯的左下 端板和右上端板、鐵芯的中右上端板和中左下端板和鐵芯的中左上端板和中右下端板，四 種端板對應四種類型的疊壓模具；
[0008] (4)、將疊壓好的端板放置在烘箱中，通過烘箱加熱后使沖片上的膠層在高溫下充 分熔化，再隨爐冷卻至室溫后沖片就固化為一個整體，制造出四種類型的粘結端板，并檢測 粘結端板的厚度尺寸和垂直度、平行度等位置公差，厚度誤差不大于〇. 〇5_，垂直度誤差不 大于0. 10mm，平行度誤差不大于0. 03mm ;
[0009] (5)、將疊壓好的一塊粘結端板置于專用的鐵芯疊壓機的平臺上，再將未涂膠層的 鐵芯沖片按照每20mm-組正反交替疊放組成散片段，在垂直沖片平面的水平方向施加的 靜壓力1. 5MPa?3. 5MPa，使得每張沖片之間貼合密實，達到疊壓系數(shù)為0. 97?0. 98 ; [0010] (6)、當鐵芯沖片組成的散片段長度疊壓到符合尺寸要求，長度誤差不大于0. 5_ 時，將對應位置的另一塊粘結端板放置到壓機平臺上，在水平方向持續(xù)施加靜壓力的情況 下，對整段鐵芯從上部在垂直方向施加2. 5?3. OxlO4牛頓的靜壓力，然后通過焊接位于鐵 芯內外弧槽中的弧板，將整段鐵芯連接成為一體，完成一段四分之一的鐵芯段；
[0011] (7)、將焊接好的鐵芯吊離壓機平臺，再次進行鐵芯極面精度檢測，包括尺寸精度 和形位公差檢測，極面平行度誤差不大于0. 04mm，極面平面度誤差不大于0. 05mm ;
[0012] (8)、重復上述第五步驟至第七步驟，完成上下鐵芯的左右兩段共四段四分之一鐵 芯段制作；
[0013] (9)、將疊壓好的上鐵芯的左右兩個四分之一鐵芯段放置在機械平臺上，將兩段鐵 芯在靜壓力作用下，通過焊接內外弧板和上部頂板的方式，將鐵芯的粘結端板和中間散片 連接成一體，完成上鐵芯的制造；
[0014] (10)、重復第九步驟，完成下鐵芯的制造；
[0015] (11)、將上下鐵芯裝配后，組成一臺完整的大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯。
[0016] 所述的第六步驟中的焊接過程采用機械震動的方式，消除焊接應力，減小鐵芯的 焊接變形量，控制在0. 2_以內。
[0017] 所述的第十一步驟中大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯采取左右兩部分分段疊壓的 方式，弦弧高等于或小于70mm。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：所述的大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法，其采用左右兩 部分分段疊壓的方式，制造出的大曲率偏轉磁鐵，大大降低了大曲率偏轉磁鐵鐵芯的疊壓 難度，制造過程操作簡單，既保證鐵芯具有良好的剛性，又滿足了鐵芯疊壓系數(shù)的要求，疊 壓系數(shù)達到0. 97?0. 98,磁場均勻度好于±1. 5xl0_4,效果較好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的鐵芯沖片外形結構示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明的上鐵芯外形結構示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明的整體外形結構示意圖。
[0022] 圖中：1.上鐵芯；2.下鐵心；

【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024] 如圖1至3所示，所述的大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法，其鐵芯為Η型上下對 稱結構，特點是包括如下步驟：
[0025] (1)、將厚度0.5mm的硅鋼片在精密沖床上沖制成鐵芯沖片的形狀，并采用三 坐標測量儀進行尺寸合格檢測，長度尺寸誤差不大于〇. 〇5mm，高度方向尺寸誤差不大于 0. 04mm，厚度誤差不大于0. 03mm ;
[0026] (2)、將檢測合格的鐵芯沖片表面均勻涂覆厚度為50-70 μ m的高溫固化膠；
[0027] (3)、將帶有膠層的鐵芯沖片防置在不同類型的疊壓模具上，分別疊壓出對應鐵芯 八個不同部位的四種端板；所述的四種端板包括鐵芯的左上端板和右下端板、鐵芯的左下 端板和右上端板、鐵芯的中右上端板和中左下端板和鐵芯的中左上端板和中右下端板，四 種端板對應四種類型的疊壓模具；
[0028] (4)、將疊壓好的端板放置在烘箱中，通過烘箱加熱后使沖片上的膠層在高溫下充 分熔化，再隨爐冷卻至室溫后沖片就固化為一個整體，制造出四種類型的粘結端板，并檢測 粘結端板的厚度尺寸和垂直度、平行度等位置公差，厚度誤差不大于0. 〇5_，垂直度誤差不 大于0. 10mm，平行度誤差不大于0. 03mm ;
[0029] (5)、將疊壓好的一塊粘結端板置于專用的鐵芯疊壓機的平臺上，再將未涂膠層的 鐵芯沖片按照每20mm-組正反交替疊放組成散片段，在垂直沖片平面的水平方向施加的 靜壓力1. 5MPa?3. 5MPa，使得每張沖片之間貼合密實，達到疊壓系數(shù)為0. 97?0. 98 ;
[0030] (6)、當鐵芯沖片組成的散片段長度疊壓到符合尺寸要求，長度誤差不大于0. 5mm 時，將對應位置的另一塊粘結端板放置到壓機平臺上，在水平方向持續(xù)施加靜壓力的情況 下，對整段鐵芯從上部在垂直方向施加2. 5?3. OxlO4牛頓的靜壓力，然后通過焊接位于鐵 芯內外弧槽中的弧板，將整段鐵芯連接成為一體，完成一段四分之一的鐵芯段；
[0031] (7)、將焊接好的鐵芯吊離壓機平臺，再次進行鐵芯極面精度檢測，包括尺寸精度 和形位公差檢測，極面平行度誤差不大于0. 04mm，極面平面度誤差不大于0. 05mm ;
[0032] (8)、重復上述第五步驟至第七步驟，完成上下鐵芯的左右兩段共四段四分之一鐵 芯段制作；
[0033] (9)、將疊壓好的上鐵芯1的左右兩個四分之一鐵芯段放置在機械平臺上，將兩段 鐵芯在靜壓力作用下，通過焊接內外弧板和上部頂板的方式，將鐵芯的粘結端板和中間散 片連接成一體，完成上鐵芯的制造；
[0034] (10)、重復第九步驟，完成下鐵芯2的制造；
[0035] (11)、將上下鐵芯裝配后，組成一臺完整的大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯。
[0036] 進一步，所述的第六步驟中的焊接過程采用機械震動的方式，消除焊接應力，減小 鐵芯的焊接變形量，控制在〇. 2mm以內。
[0037] 進一步，所述的第十一步驟中大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯采取左右兩部分分段 疊壓的方式，弦弧高等于或小于70mm。
[0038] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法，其鐵芯為Η型上下對稱結構，特點是包括 如下步驟： (1) 、將厚度〇. 5mm的硅鋼片在精密沖床上沖制成鐵芯沖片的形狀，并采用三坐標測量 儀進行尺寸合格檢測，長度尺寸誤差不大于〇. 〇5mm，高度方向尺寸誤差不大于0. 04mm，厚 度誤差不大于0. 03mm ; (2) 、將檢測合格的鐵芯沖片表面均勻涂覆厚度為50-70 μ m的高溫固化膠； (3) 、將帶有膠層的鐵芯沖片防置在不同類型的疊壓模具上，分別疊壓出對應鐵芯八個 不同部位的四種端板；所述的四種端板包括鐵芯的左上端板和右下端板、鐵芯的左下端板 和右上端板、鐵芯的中右上端板和中左下端板和鐵芯的中左上端板和中右下端板，四種端 板對應四種類型的疊壓模具； (4) 、將疊壓好的端板放置在烘箱中，通過烘箱加熱后使沖片上的膠層在高溫下充分熔 化，再隨爐冷卻至室溫后沖片就固化為一個整體，制造出四種類型的粘結端板，并檢測粘結 端板的厚度尺寸和垂直度、平行度等位置公差，厚度誤差不大于〇. 〇5_，垂直度誤差不大于 0. 10mm，平行度誤差不大于0. 03mm ; (5) 、將疊壓好的一塊粘結端板置于專用的鐵芯疊壓機的平臺上，再將未涂膠層的鐵芯 沖片按照每20mm -組正反交替疊放組成散片段，在垂直沖片平面的水平方向施加的靜壓 力1. 5MPa?3. 5MPa，使得每張沖片之間貼合密實，達到疊壓系數(shù)為0. 97?0. 98 ; (6) 、當鐵芯沖片組成的散片段長度疊壓到符合尺寸要求，長度誤差不大于0. 5mm時， 將對應位置的另一塊粘結端板放置到壓機平臺上，在水平方向持續(xù)施加靜壓力的情況下， 對整段鐵芯從上部在垂直方向施加2. 5?3. OxlO4牛頓的靜壓力，然后通過焊接位于鐵芯 內外弧槽中的弧板，將整段鐵芯連接成為一體，完成一段四分之一的鐵芯段； (7) 、將焊接好的鐵芯吊離壓機平臺，再次進行鐵芯極面精度檢測，包括尺寸精度和形 位公差檢測，極面平行度誤差不大于0. 04mm，極面平面度誤差不大于0. 05mm ; (8) 、重復上述第五步驟至第七步驟，完成上下鐵芯的左右兩段共四段四分之一鐵芯段 制作； (9) 、將疊壓好的上鐵芯的左右兩個四分之一鐵芯段放置在機械平臺上，將兩段鐵芯在 靜壓力作用下，通過焊接內外弧板和上部頂板的方式，將鐵芯的粘結端板和中間散片連接 成一體，完成上鐵芯的制造； (10) 、重復第九步驟，完成下鐵芯的制造； (11) 、將上下鐵芯裝配后，組成一臺完整的大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯。
2. 根據(jù)權利要求1所述的大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法，其特征在于：所述的第 六步驟中的焊接過程采用機械震動的方式，消除焊接應力，減小鐵芯的焊接變形量，控制在 0. 2mm以內。
3. 根據(jù)權利要求1所述的大曲率高精度偏轉磁鐵的制造方法，其特征在于：所述的第 十一步驟中大曲率高精度偏轉磁鐵的鐵芯采取左右兩部分分段疊壓的方式，弦弧高等于或 小于70mm〇
【文檔編號】H01F41/02GK104157440SQ201410342953
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】孫國平, 張小奇, 李學敏, 王文進, 王豐, 牛小強, 李壽陸, 徐大宇, 雷海亮, 謝春安 申請人:中國科學院近代物理研究所