專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于永磁材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，對(duì)永磁產(chǎn)品形狀、尺寸大小和精度等的要求越來(lái)越高，輻向或多極取向磁環(huán)主要應(yīng)用于電機(jī)、多注速條管、慣性導(dǎo)航陀螺、加速度表、坦克瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、航空、 航海等領(lǐng)域中使用的陀螺儀永磁力矩器和其它高精度器件，輻向或多極取向磁環(huán)在實(shí)際的工藝中是由多塊平行取向或輻向取向的磁體拼接而成的，稱(chēng)為“贗”輻向或多極取向磁環(huán)， 拼成的輻向或多極取向磁環(huán)表面磁場(chǎng)分布不均勻性很大，磁環(huán)幾何中心與磁中心存在偏移，磁瓦接縫處表面場(chǎng)會(huì)發(fā)生突變，影響磁環(huán)表面場(chǎng)均勻性，從而影響了陀螺儀的精度。因此，為了進(jìn)一步提高器件的性能和促進(jìn)設(shè)備的小型化、輕量化，提供性能優(yōu)良以及低成本的輻向或多極取向磁環(huán)，需要研究和開(kāi)發(fā)新的制備輻向或多極取向永磁環(huán)工藝。制作輻向或多極取向磁環(huán)關(guān)鍵是取向磁場(chǎng)，在輻向或多極取向磁環(huán)生產(chǎn)中采用直流線(xiàn)圈或脈沖線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，配以特殊的導(dǎo)磁回路產(chǎn)生輻向或多極取向分布磁場(chǎng)。目前產(chǎn)生幅向取向磁場(chǎng)方法有兩種，一種是利用左右或上下極頭周?chē)膭?lì)磁線(xiàn)圈，同時(shí)通一直流電產(chǎn)生同極相對(duì)的勵(lì)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)在芯軸中部因同極相斥碰撞后輻射對(duì)外產(chǎn)生幅向磁場(chǎng)， 再通過(guò)連接極頭的軛鐵框架導(dǎo)回。如專(zhuān)利號(hào)為ZL9820MM. 1，公開(kāi)號(hào)CN2331063Y的專(zhuān)利就是如此，而且其涉及的部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加成本和模具體積，安裝也不方便。另一種是通過(guò)模具周?chē)O(shè)置勵(lì)磁線(xiàn)圈，產(chǎn)生的同性磁場(chǎng)向工作區(qū)聚集后通過(guò)芯桿和連接于極頭或上下壓頭的軛鐵框架導(dǎo)回。這兩種導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，磁路長(zhǎng)，磁阻和磁損大，并且只有單一的幅向取向。產(chǎn)生多極取向的磁場(chǎng)是利用模具周?chē)帕械拈g隔極性相反的永磁體或電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生，但不能產(chǎn)生幅向取向磁場(chǎng)。如果想產(chǎn)生兩種取向磁場(chǎng)，只有設(shè)計(jì)兩套設(shè)備，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝不方便，只能產(chǎn)生單一幅向取向或多極取向磁場(chǎng)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，該壓制模具當(dāng)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以同向電流時(shí)，形成幅向取向磁場(chǎng)；當(dāng)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以間隔反向電流時(shí)，形成多極取向磁場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)在同一套模具上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)幅向或多極取向整體永磁環(huán)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是所述制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括裝在下承板上的芯桿，自下至上依次套裝在芯桿上的下模、不導(dǎo)磁上模和導(dǎo)磁上模，該導(dǎo)磁上模頂端裝有使導(dǎo)磁上模沿著芯桿滑動(dòng)的壓制上壓頭，所述下模和不導(dǎo)磁上模外套裝有陰模，所述陰模、下模、不導(dǎo)磁上模和芯桿之間設(shè)有一容納磁粉的壓制腔，所述陰模外套裝有提供磁場(chǎng)的電磁鐵環(huán)。
由此，將具有磁晶各向異性的永磁粉末放入成形模具中，通過(guò)幅向或多極取向磁場(chǎng)和壓力場(chǎng)的作用下成形得到具有幅向或多極取向織構(gòu)特征的整體永磁環(huán)。作為優(yōu)選方案，所述電磁鐵環(huán)安裝在一個(gè)磁體夾套內(nèi)，該磁體夾套的結(jié)構(gòu)為，包括位于電磁鐵環(huán)與陰模之間的磁體夾套內(nèi)圈，位于電磁鐵環(huán)與下承板之間的磁體夾套底板， 和套裝在電磁鐵環(huán)上的磁體夾套外圈。所述壓制上壓頭上端與壓制連接桿相連。所述下承板固定連接在下承塊上。進(jìn)一步地，所述壓制上壓頭外套裝有上套筒，該壓制上壓頭可相對(duì)上套筒上下移動(dòng)，從而由壓制上壓頭驅(qū)動(dòng)導(dǎo)磁上模和不導(dǎo)磁上模驅(qū)動(dòng)。所述電磁鐵環(huán)整體呈環(huán)狀，由2 36塊電磁鐵組成。所述陰模采用不導(dǎo)磁硬質(zhì)合金材料制成。為了便于脫模，所述陰模的上端面比磁體夾套的上端面高5mm 10mm。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種制備幅向取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，利用上述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)由多塊電磁鐵組成，在每塊電磁鐵中均通以相同取向的電流。將具有磁晶各向異性的永磁粉末放入成形模具中，通過(guò)幅向取向磁場(chǎng)和壓力場(chǎng)的作用下成形得到具有幅向取向織構(gòu)特征的整體永磁環(huán)。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種制備多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，利用上述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)由多塊電磁鐵組成，在相鄰兩塊電磁鐵中通以相反取向的電流。將具有磁晶各向異性的永磁粉末放入成形模具中， 通過(guò)多極取向磁場(chǎng)和壓力場(chǎng)的作用下成形得到具有多極取向織構(gòu)特征的整體永磁環(huán)。籍由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述的幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，由壓制部分和產(chǎn)生幅向或多極取向的磁場(chǎng)部分組成。壓制部分由壓制連接桿、壓制上壓頭、芯桿、導(dǎo)磁上模、不導(dǎo)磁上模、陰模和下模組成，磁粉裝入上模，下模和陰模形成的型腔中，壓制上壓頭作用在上模上，對(duì)磁粉產(chǎn)生向下的壓制，為保證陰模具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，并且不粘磁粉，采用不導(dǎo)磁硬質(zhì)合金材料。產(chǎn)生磁場(chǎng)的部分由夾套內(nèi)圈、夾套底板、夾套外圈、電磁鐵環(huán)組成。電磁鐵環(huán)由 2 36塊電磁鐵拼接成環(huán)狀，裝入夾套內(nèi)圈、夾套底板、夾套外圈組成的電磁鐵環(huán)夾套中。 夾套內(nèi)圈采用導(dǎo)磁材料，保證了幅向磁場(chǎng)的均勻性。多極取向時(shí)，夾套內(nèi)圈采用不導(dǎo)磁材料。陰模周?chē)碾姶盆F環(huán)夾套中電磁鐵環(huán)通電后產(chǎn)生沿徑向方向的磁場(chǎng)。對(duì)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以不同方向的電流，產(chǎn)生不同的磁路，實(shí)現(xiàn)幅向取向或多極取向。當(dāng)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以同向電流時(shí)，形成幅向取向磁場(chǎng)；當(dāng)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以間隔反向電流時(shí)，形成多極取向磁場(chǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的電磁鐵環(huán)形成穩(wěn)定的幅向或多極取向磁場(chǎng)，簡(jiǎn)化了導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，減小了磁阻和磁損，通過(guò)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵不同取向電流，可以實(shí)現(xiàn)幅向取向磁場(chǎng)，或者多極取向磁場(chǎng)，并且極數(shù)可調(diào)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，并且克服了現(xiàn)有模具只能生產(chǎn)單一的幅向取向或多極取向的磁環(huán)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用同一套模具生產(chǎn)幅向取向或多極取向的磁環(huán)，壓制的磁環(huán)表面磁場(chǎng)均勻，控制不同電流強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)壓制磁環(huán)尺寸可調(diào)；同時(shí)制備的整體永磁環(huán)具有密度和取向度均勻， 一致性好，表面磁場(chǎng)均勻，磁性能優(yōu)良的特點(diǎn)。
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以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中磁路為幅向取向磁路； 圖2是圖1中電磁鐵環(huán)夾套的俯視圖，其中磁路為多極取向磁路； 圖3是圖1中電磁鐵環(huán)夾套的剖面圖； 圖4是本發(fā)明所述幅向取向整體永磁環(huán)磁場(chǎng)取向示意圖； 圖5是本發(fā)明所述多極取向整體永磁環(huán)磁場(chǎng)取向示意圖。 在圖中
1-壓制連接桿； 5-不導(dǎo)磁上模； 9-磁體夾套底板 13-下模；
2-壓制上壓頭； 6-壓制上套筒； 10-磁體夾套外圈 14-電磁鐵環(huán)。
3-芯桿； 7-陰模； 11-下承板；
4-導(dǎo)磁上模； 8-磁體夾套內(nèi)圈 12-下承塊；
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，本發(fā)明所述的幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，包括壓制部分和產(chǎn)生幅向或多極取向磁場(chǎng)部分。壓制上壓頭2和芯桿3、導(dǎo)磁上模4、不導(dǎo)磁上模5之間有足夠的間隙，便于安裝模具時(shí)可調(diào)。壓制上壓頭2上端四周有通孔，螺栓固定壓制上套筒6，穿過(guò)通孔，所述壓制上壓頭2外套裝有上套筒6，該壓制上壓頭2可相對(duì)上套筒 6上下移動(dòng)，保證壓制過(guò)程中，壓制上套筒6和壓制上壓頭2始終接觸。陰模7上端面比磁體夾套高出5-10mm，便于成形后脫模。電磁鐵環(huán)夾套固定在陰模7外周，和陰模7貼緊，減小壓制時(shí)陰模7的膨脹，又保證了磁路通暢。電磁鐵環(huán)14整體呈環(huán)狀，采用2 36塊電磁鐵裝入電磁鐵環(huán)夾套中，和夾套內(nèi)圈8、夾套外圈10之間留有間隙，便于電磁鐵安裝。本發(fā)明采用了全封閉的磁路設(shè)計(jì)，對(duì)組成電磁鐵環(huán)的電磁鐵通以同向或反向電流，電磁鐵環(huán)14能產(chǎn)生幅向或多極取向磁場(chǎng)，磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)磁的夾套內(nèi)圈8、陰模7，作用于磁粉，形成穩(wěn)定的幅向或多極取向磁場(chǎng)。電磁鐵通以同向電流，磁場(chǎng)通過(guò)芯桿3、導(dǎo)磁上模4、 壓制上套筒6、壓制上壓頭2、夾套外圈10形成上回路，通過(guò)芯桿3、下承板11、夾套外圈10 形成下回路，兩路磁場(chǎng)形成封閉的“田字形”閉合回路，從而產(chǎn)生幅向取向磁場(chǎng)；電磁鐵通以間隔反向電流，磁場(chǎng)通過(guò)夾套內(nèi)圈、陰模，形成多極取向磁場(chǎng)。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種制備幅向取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，利用上述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)14由多塊電磁鐵組成，在每塊電磁鐵中均通以相同取向的電流。由此，壓制模具中形成兩條磁路，一條形成“電磁鐵環(huán)14 —夾套內(nèi)圈8 —陰模7 —磁粉15 —芯桿3 —導(dǎo)磁上模4 —壓制上壓頭2 —壓制上套筒一6夾套外圈10—電磁鐵環(huán)14”磁力線(xiàn)回路，另一條形成“電磁鐵環(huán)14—夾套內(nèi)圈8 — 陰模7 —磁粉15 —芯桿3 —下承板12 —夾套外圈10 —電磁鐵環(huán)14”磁力線(xiàn)回路，通過(guò)兩條磁力線(xiàn)回路獲得幅向取向磁場(chǎng)，磁粉15沿幅向取向磁場(chǎng)排列。進(jìn)一步，本發(fā)明提供了一種制備多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，利用上述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)14由多塊電磁鐵組成，在相鄰兩塊電磁鐵中通以相反取向的電流。由此，壓制模具中形成“產(chǎn)生N極電磁鐵一夾套內(nèi)圈8 —陰模7 —磁粉15 —陰模7 —夾套內(nèi)圈8 —產(chǎn)生S極電磁鐵一夾套外圈10 —產(chǎn)生N 極電磁鐵”的多極取向磁力線(xiàn)回路，磁粉15沿多極取向磁場(chǎng)排列。 凡依本發(fā)明技術(shù)方案所做的改變，產(chǎn)生的功能、作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于，包括裝在下承板 (11)上的芯桿(3)，自下至上依次套裝在芯桿C3)上的下模(13)、不導(dǎo)磁上模( 和導(dǎo)磁上模G)，該導(dǎo)磁上模(4)頂端裝有使導(dǎo)磁上模(4)沿著芯桿C3)滑動(dòng)的壓制上壓頭0)， 所述下模(1 和不導(dǎo)磁上模( 外套裝有陰模(7)，所述陰模(7)、下模(13)、不導(dǎo)磁上模 (5)和芯桿(3)之間設(shè)有一容納磁粉(15)的壓制腔，所述陰模(7)外套裝有提供磁場(chǎng)的電磁鐵環(huán)(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于， 所述電磁鐵環(huán)(14)安裝在一個(gè)磁體夾套內(nèi)，該磁體夾套的結(jié)構(gòu)為，包括位于電磁鐵環(huán)(14) 與陰模⑵之間的磁體夾套內(nèi)圈(8)，位于電磁鐵環(huán)(14)與下承板(11)之間的磁體夾套底板(9)，和套裝在電磁鐵環(huán)(14)上的磁體夾套外圈(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于， 所述壓制上壓頭( 上端與壓制連接桿(1)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于， 所述下承板(11)固定連接在下承塊(1 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于， 所述壓制上壓頭( 外套裝有上套筒(6)，該壓制上壓頭( 可相對(duì)上套筒(6)上下移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5之一所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于，所述電磁鐵環(huán)(14)整體呈環(huán)狀，由2 36塊電磁鐵組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5之一所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于，所述陰模(7)采用不導(dǎo)磁硬質(zhì)合金材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，其特征在于， 所述陰模(7)的上端面比磁體夾套的上端面高5mm 10mm。
9.一種制備幅向取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1 8之一所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)(14)由多塊電磁鐵組成，在每塊電磁鐵中均通以相同取向的電流。
10.一種制備多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具的方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1 8之一所述的制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，所述電磁鐵環(huán)(14)由多塊電磁鐵組成，在相鄰兩塊電磁鐵中通以相反取向的電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備幅向或多極取向整體永磁環(huán)的壓制模具，它包括裝在下承板上的芯桿，自下至上依次套裝在芯桿上的下模、不導(dǎo)磁上模和導(dǎo)磁上模，該導(dǎo)磁上模頂端裝有使導(dǎo)磁上模沿著芯桿滑動(dòng)的壓制上壓頭，所述下模和不導(dǎo)磁上模外套裝有陰模，所述陰模、下模、不導(dǎo)磁上模和芯桿之間設(shè)有一容納磁粉的壓制腔，所述陰模外套裝有提供磁場(chǎng)的電磁鐵環(huán)。將具有磁晶各向異性的永磁粉末放入成形模具中，通過(guò)幅向或多極取向磁場(chǎng)和壓力場(chǎng)的作用下成形得到具有幅向或多極取向織構(gòu)特征的整體永磁環(huán)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用同一套模具生產(chǎn)幅向取向或多極取向的磁環(huán)，且制備的整體永磁環(huán)具有密度和取向度均勻，一致性好，表面磁場(chǎng)均勻，磁性能優(yōu)良的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01F41/02GK102416471SQ201210004240
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者萬(wàn)紹平, 文曉林, 李彬, 羅明, 胡娟, 譚春林 申請(qǐng)人:湖南航天工業(yè)總公司