CN102601358A - 稀土永磁体压缩成型模具 - Google Patents
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Abstract
一种稀土永磁体压缩成型模具，上凸模固定安装在上凸模模板上，下凸模固定安装在下凸模模板上，下凸模上端紧密套在凹模内，凹模固定安装在凹模模板中，芯棒上端紧密套在下凸模内，芯棒底部安装固定在芯棒模板上，下凸模上端紧密套在凹模中，凹模，下凸模，芯棒之间形成模腔。所述的芯棒由两部分组成，下端为带安装座的圆柱体，上端也为一圆柱体，上端圆柱体的半径小于下端圆柱体的半径，因此在芯棒上端的外表面和凹模的内表面之间多了额外的型腔，当磁体在向上脱模的过程中，可以在这个型腔中进行内应力释放，解决现有技术中由于磁体内部的内应力释放发生弹性后效而导致的磁体公差大的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末压机用的模具，尤其涉及一种利用压缩成型工艺压制稀土永磁体成型的模具。
背景技术
粘结钕铁硼永磁体，是含有稀土类元素的复合磁体，具有磁性能高、尺寸精度高、可加工性强等综合优点，在现代工业中应用非常广泛。例如可以应用在各种硬盘驱动器，DVD光驱中做驱动器磁体，可以应用在打印机，复印机中做传动电机磁体，也可以应用在汽车微电机、磁传感器中，是现代工业中各种精密电机、微特电机不可缺少的功能性材料。
压缩成型工艺是生产粘结钕铁硼永磁体最常见的工艺。将快淬钕铁硼磁粉粉碎分级后和粘结树脂，其它加工助剂充分混合、混练，利用干粉压机或者油压机将混练后的磁粉复合物压制成圆环状或者瓦片状的粘结钕铁硼磁体生坯，然后将生坯在200℃左右的温度下固化，再经过研磨，涂装工艺后成为最终的产品。以上步骤中，利用模具将磁粉压制成形是控制磁体尺寸精度的关键。
随着技术的进步，各种设备对使用在其中的粘结钕铁硼永磁体要求越来越高，以最主流的硬盘驱动器为例，常规的驱动器磁体均为圆环状，磁体厚度仅为1.5 mm～2mm，公差为0.04 mm～0.06mm，随着硬盘的体积越来越小，转速越来越高，对使用在其中粘结钕铁硼永磁体提出了更为苛刻的尺寸要求，如磁体厚度变为0.8 mm～1mm，公差≤±0.03mm。
模具是压缩成型工艺中最常用的部件。例如中国专利ZL0510025688，粉末模压成形的整体模具，介绍了一种粉末模压成型用的整体模具，主要包括：1.上凸模；2.上凸模安装体；3. 凹模；4.凹模支撑体；5.下凸模；6.下凸模安装体；7.压机台座；8.芯棒；9.下凸模支架；10.一体模腔；11.导柱，上凸模安装在上凸模安装体上，凹模安装在凹模支撑体上，下凸模由下凸模安装体固定，芯棒固定在一体模腔底部。凹模支撑体的运动，可以同时带动一体模腔、凹模和芯棒做相同的向上或向下运动。工作时，凹模相对于下凸模向上运动时，粉体进入凹模、芯棒和下凸模形成的模腔中，模腔中的下端部位有下凸模的上平面作为粉体进入模腔的底部，完成充填动作。然后上凸模向下移动，将模腔中的粉体压制成圆环状生坯，完成压制动作。压制完成后，上凸模向上移动，模、芯棒相对于下凸模向下运动，下凸模保持不动，将工件顶出，工件停留在凹模的上平面上，完成脱模动作。
该发明可以不在压机（冲床）上调整模具精度，拆装方便。但是利用该发明所述的模具在制造精度要求更高的例如公差≤±0.03mm，壁厚0.8 mm～1mm的磁体时，不能满足要求。其原因在于，脱模过程中，磁体生坯内部由于内应力的作用，会产生弹性后效，在极短的时间内，脱离了模腔束缚的磁体生坯内外壁会向外膨胀，从而影响磁体的尺寸精度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模具，可以有效解决磁体在脱模过程中由于内应力作用而使磁体的精度降低的技术难题。
本发明所述的稀土永磁体压缩成型模具，包括上凸模，上凸模模板，下凸模，下凸模模板，凹模，凹模模板，芯棒，芯棒模板；其中
上凸模固定安装在上凸模模板上，下凸模固定安装在下凸模模板上，下凸模上端紧密套在凹模内，凹模固定安装在凹模模板中，上凸模中心轴线和下凸模中心轴线重合，芯棒上端紧密套在下凸模内，芯棒底部安装固定在芯棒模板上，下凸模上端紧密套在凹模中，凹模，下凸模，芯棒之间形成模腔；初始状态下，芯棒的上表面和凹模的上表面以及凹模安装板在同一水平面上；
所述的上凸膜和下凸模均为带安装底座的中空圆柱体，并且上凸膜和下凸模直径，壁厚均相同；
所述的芯棒由两部分组成，其下端为带安装座的圆柱体，上端也为一圆柱体，上端圆柱体的半径小于下端圆柱体的半径。
进一步的，芯棒下端圆柱体半径与芯棒上部圆柱体半径的差值为0.01mm～0.05mm。
进一步的，芯棒上端圆柱体的高度为制造磁体的高度。
进一步的，上凸膜模板通过第一T形接头和压机的冲压装置连接，并且在压机冲压装置的控制下完成冲压动作。
进一步的，上凸膜模板通过两根弹簧和凹模模板连接，凹模模板通过刚柱和芯棒模板固定连接，下凸模模板和压机台架利用侧板固定连接。
进一步的，芯棒模板通过第二T形接头和压机的脱模装置连接，并可在脱模控制装置的带动下上下移动，从而带动固定在芯棒模板上的芯棒，以及通过刚柱与其固定连接的凹模模板一起上下移动，完成脱模动作。
进一步的，所述的上凸模，下凸模，凹模，芯棒的材料为硬质合金。
本发明中，同现有技术的芯棒相比较，由于芯棒上下两端的半径不一样，这样在芯棒上端的外表面和凹模的内表面之间多了额外的型腔，当磁体在向上脱模的过程中，可以在这个型腔中进行内应力释放，因此磁体的尺寸精度得到了保证，能够解决现有技术中，由于磁体内部的内应力释放发生弹性后效而导致的磁体公差大的难题。
附图说明
图1本发明模具结构的剖面示意图。
图2芯棒的结构图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更清楚、准确的理解本发明的精神，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
图1为本发明具体实施例的模具结构的示意图，图2为图1所示的本发明具体实施例的芯棒结构示意图。参考图1、图2。
本发明所述的模具，包括上凸模1，上凸模模板5，下凸模3，下凸模模板6，凹模2，凹模模板7，芯棒4，芯棒模板8。其中上凸膜1和下凸模3均为带安装底座的中空圆柱体，并且上凸膜1和下凸模3直径，壁厚均相同。其中上凸模1固定安装在上凸模模板5上，下凸模3固定安装在下凸模模板6上，下凸模3上端紧密套在凹模2内，凹模2固定安装在凹模模板7中，上凸模1中心轴线和下凸模3中心轴线重合；芯棒4上端套在下凸模3内，芯棒4底部安装固定在芯棒模板8上，下凸模3上端紧密套在凹模2中，凹模2，下凸模3，芯棒4之间形成模腔；初始状态下，芯棒4的上表面和凹模2的上表面以及凹模模板7的上表面在同一水平面上。
上凸膜模板5通过第一T形接头14和压机的冲压装置连接，并且在压机冲压装置的控制下完成冲压动作；上凸膜模板5通过两根弹簧10和凹模模板7连接，凹模模板7通过刚柱9和芯棒模板8固定连接。在一具体的实施例中，所述的刚柱有4根，并且贯穿下凸模模板7。下凸模模板7和压机台架12通过一对侧板13固定连接。芯棒模板8通过第二T形接头11和压机的脱模装置连接，并可在脱模控制装置的带动下上下移动，从而带动固定在芯棒模板8上的芯棒4，以及通过刚柱9与其固定连接的凹模模板7一起上下移动，完成脱模动作。
特别的，参考图2，本发明所述的芯棒由两部分组成，其下端为带安装座的圆柱体4b，上端也为一圆柱体4a，其中，芯棒上端圆柱体4a的半径r小于芯棒下端圆柱体4b的半径R，芯棒上端圆柱体4a的高度H为所制造磁体的高度。
优选的，芯棒下端圆柱体半径R与芯棒上部圆柱体半径r的差值为0.01mm～0.05mm，具体数值由生产磁体所需要达到的精度所决定的，如果磁体要求的尺寸精度高，则芯棒下端圆柱体半径R和上部圆柱体半径r的差值就小。在一具体的实施例中，磁体的尺寸公差控制为±0.01mm，则芯棒下端圆柱体半径R与芯棒上端圆柱体半径r的差值为0.01mm，相应的，制造该磁体生坯的时间就会加长。在另一具体实施例中，磁体的尺寸公差控制为±0.05mm，则芯棒下端圆柱体半径R与芯棒上端圆柱体半径r的差值为0.05mm，该磁体生坯的制造时间就会缩短。
特别的，上端圆柱体4a的高度H和所制造磁体的高度相同。
为了保证模具的使用寿命，本发明所述模具的主要部件如上凸膜1，凹模2，下凸模3，芯棒4的材料均为硬质合金，在具体的实施例中，优选为硬质合金系列中的钨钢。
本发明所述的模具是这样工作的。压机加粉盒在压机的控制下将磁粉加入到凹模，芯棒，下凸模形成的模腔中，完成充填动作。加粉盒后撤，上凸膜在压机冲压装置的带动下，向下进入到模腔中，将模腔中的磁粉压制成圆环状的磁体生坯，完成压制动作。上凸膜向上移动，同时，压机的脱模装置通过第二T形接头带动芯棒模板向下移动，从而带动固定在芯棒模板上的芯棒，以及通过4根刚柱与芯棒模板固定连接的凹模模板一起向下移动，磁体生坯被下凸模从模腔中顶出，完成脱模动作。
本发明中，同现有技术的芯棒相比较，由于芯棒上下两端的半径不一样，这样在芯棒上端的外表面和凹模的内表面之间多了额外的型腔，当磁体在向上脱模的过程中，可以在这个型腔中进行内应力释放，因此磁体的尺寸精度得到了保证，能够解决现有技术中，由于磁体内部的内应力释放发生弹性后效而导致的磁体公差大的难题。
可以理解的是，上述实施例的详细说明是为了阐述和解释本发明的原理而不是对本发明的保护范围的限定。在不脱离本发明的主旨的前提下，本领域的一般技术人员通过对上述技术方案的所揭示的原理的理解可以在这些实施例基础上做出修改，变化和改动。因此本发明的保护范围由所附的权利要求以及其等同来限定。
Claims (7)
1.一种稀土永磁体压缩成型模具，包括上凸模，上凸模模板，下凸模，下凸模模板，凹模，凹模模板，芯棒，芯棒模板；
其中上凸模固定安装在上凸模模板上，下凸模固定安装在下凸模模板上，下凸模上端紧密套在凹模内，凹模固定安装在凹模模板中，上凸模中心轴线和下凸模中心轴线重合，芯棒上端紧密套在下凸模内，芯棒底部安装固定在芯棒模板上，下凸模上端紧密套在凹模中，凹模，下凸模，芯棒之间形成模腔；初始状态下，芯棒的上表面和凹模的上表面以及凹模安装板在同一水平面上；
所述的上凸膜和下凸模均为带安装底座的中空圆柱体，并且上凸膜和下凸模直径，壁厚均相同；
其特征在于，所述的芯棒由两部分组成，其下端为带安装座的圆柱体，上端也为一圆柱体，上端圆柱体的半径小于下端圆柱体的半径。
2.如权利要求1所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，芯棒下端圆柱体半径与芯棒上部圆柱体半径的差值为0.01mm～0.05mm。
3.如权利要求1或2所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，芯棒上端圆柱体的高度为制造磁体的高度。
4.如权利要求1所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，上凸膜模板通过第一T形接头和压机的冲压装置连接，并且在压机冲压装置的控制下完成冲压动作。
5.如权利要求1所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，上凸膜模板通过两根弹簧和凹模模板连接，凹模模板通过刚柱和芯棒模板固定连接，下凸模模板和压机台架利用侧板固定连接。
6.如权利要求1所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，芯棒模板通过第二T形接头和压机的脱模装置连接，并可在脱模控制装置的带动下上下移动，从而带动固定在芯棒模板上的芯棒，以及通过刚柱与其固定连接的凹模模板一起上下移动，完成脱模动作。
7.如权利要求1所述的稀土永磁体压缩成型模具，其特征在于，所述的上凸模，下凸模，凹模，芯棒的材料为硬质合金。
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