CN102700050A - 磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆工程领域，特别地涉及汽车减振器的加工技术。一种磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，包括注塑加工用模具和工艺步骤；所述注塑加工用模具包括：外罩、热电阻、上模、下模，所述外罩的内部设置有大圆柱孔；所述上模、下模的配合面之间设置有腔体，所述腔体内部放置汽车双筒磁流变减振器的电磁线圈组件，所述励磁线圈绕于所述铁芯外部，所述铁芯和上盖之间设置所述弹簧、阀片，所述活塞杆和上盖为螺纹连接，所述励磁线圈的导线穿过所述上盖、活塞杆，由所述活塞杆的端部引出。所述电磁线圈组件内部填充的绝缘填料为一体式注塑成型，对电磁线圈组件提供整体式密封、并且附着力强、强度高、活塞杆同轴度高、综合性能良好。

Description

磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺

技术领域

本发明属于车辆工程领域，特别地涉及汽车减振器的加工技术。

背景技术

现有汽车被动悬架的减振器阻尼力是不可调控的，振动阻尼效果很难满足乘座的舒适性和安全性要求。为此，国外开发了一种基于可控阻尼的磁流变减振器的半主动悬架系统。磁流变减振器利用磁流变液在外加磁场控制下的粘度可控性，实现阻尼力的可调控制。目前，我国在这方面还处于研发阶段，也未见市场推广应用的报道，对双筒式磁流变减振器的研究内容较少，研究的大多是单筒充气式或剪切模式的双筒磁流变减振器，存在原有结构尺寸约束下工艺复杂和磁场利用率低等问题。

在现有汽车被动悬架双筒式液压减振器的基础上，为了使结构变动最小，本发明提出了一种基于流动模式的汽车单出杆、双筒式磁流变减振器的整体式注塑加工工艺。

绕制于铁芯上的励磁线圈和活塞杆内部的导线都需要获得良好的保护。由于减振器的内部存在高压磁流变液体，如果活塞杆内部密封性能不佳，会导致磁流变液体渗透进活塞杆的通孔，整体密封性能快速降低，漆包线表面的保护层脱落，导线和活塞杆接触发生短路；密封性能的降低还会导致附着于励磁线圈表面的绝缘层发生脱落，使励磁线圈发生断裂。以上因素都会影响减振器的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，本发明基于汽车双筒磁流变减振器的机械结构，公开了一种对其进行整体式注塑加工的工艺；本发明整体式注塑加工工艺用于形成保护励磁线圈和穿过上盖、活塞杆的导线用的绝缘填料，绝缘填料为一体式注塑成型，密封效果好、附着力强、强度高、活塞杆同轴度高、综合性能良好。

一种磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，包括注塑加工用模具和工艺步骤；

所述注塑加工用模具包括：外罩、热电阻、上模、下模，所述外罩的内部设置有大圆柱孔，沿着所述大圆柱孔的表面设置有成螺旋状的凹槽轨道，所述热电阻置于所述凹槽轨道内部；所述上模、下模的配合面之间设置有腔体，所述上模的上模圆柱面与所述下模的下模圆柱面相结合整体置于所述大圆柱孔内部，所述上模上设置有浇注口；所述腔体内部放置汽车双筒磁流变减振器的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件主要包括：所述励磁线圈、铁芯、弹簧、阀片、上盖、活塞杆，所述励磁线圈绕于所述铁芯外部，所述铁芯和上盖之间设置所述弹簧、阀片，所述活塞杆和上盖为螺纹连接，所述励磁线圈的导线穿过所述上盖、活塞杆，由所述活塞杆的端部引出；

包括以下工艺步骤：

1)所述上模、下模脱离所述外罩并打开，所述电磁线圈组件放置于所述腔体中，所述铁芯的斜孔方向朝下，所述上模、下模合拢并置于所述外罩的大圆柱孔内；

2)所述热电阻加热所述外罩、上模、下模、电磁线圈组件，使其达到150℃至180℃；

3)绝缘材料加热至融化状态，通过浇注口将所述绝缘材料注塑至所述电磁线圈组件上，经过所述斜孔，并流过上盖的中心孔，所述绝缘材料由所述活塞杆底部的通孔中进入，直到所述绝缘材料从所述通孔的另外一侧流出；

4)把所述上模、下模脱离所述外罩，将所述上模、下模、电磁线圈组件降温至80℃至120℃，打开所述上模、下模，取出所述电磁线圈组件。

优选地，所述绝缘材料为聚甲醛。

优选地，所述浇注口连接上模外表面及所述励磁线圈部位。

优选地，所述浇注口位于所述励磁线圈上远离所述上盖的部位。

优选地，所述励磁线圈的型号为Q(ZY/XY)-2/220的漆包线，所述励磁线圈的耐热温度为220℃。

优选地，所述铁芯的材料为电工纯铁。

和传统技术相比，本发明的有益效果是：

所述电磁线圈组件上填充的绝缘填料为一体式注塑成型，密封效果好、附着力强、强度高、活塞杆同轴度高、综合性能良好。

本发明通过一体式注塑成型工艺在所述电磁线圈组件内部及所述励磁线圈外表面形成高强度的绝缘材料填充层。一体式注塑成型的优势还在于，所形成的绝缘材料致密性好，和所述电磁线圈组件上金属部件的附着力高。在注塑过程中，由所述注塑加工用模具对所述电磁线圈组件进行定位，使所述活塞杆和铁芯保持高度同轴度。

附图说明

图1是汽车双筒磁流变减振器在装配状态下的结构示意图；

图2是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在装配状态下的结构示意图及局部结构放大示意图；

图3是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在拆装状态下的立体结构示意图；

图4是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在装配状态下的立体结构示意图；

图5是汽车双筒磁流变减振器的活塞环的结构示意图；

图6是汽车双筒磁流变减振器的上盖的立体结构示意图；

图7是汽车双筒磁流变减振器的下盖的立体结构示意图；

图8、9是汽车双筒磁流变减振器的铁芯的立体结构示意图；

图10是汽车双筒磁流变减振器位于注塑加工用模具中的装配示意图；

图11是图10所示示意图在全剖状态下的结构示意图；

图12是图10所示示意图在爆炸状态下的结构示意图；

图13是图10所示示意图在拆装状态下的结构示意图。

图中：

1自锁螺母，2防尘盖，3油封，4导向器，5导向衬套，6弹簧座，7活塞杆，8内筒，9贮油筒，10缓冲环，11内限位套，12转向节托架总成，13活塞总成，14底阀总成，15底盖，20下盖，21活塞环，22摩擦带，23励磁线圈，24铁芯，25阀片，26弹簧，27导线，28填充层，29长小孔，30阻尼通道，35上盖，36上盖，37圆形柱，38上盖方形座，39外螺纹，40内螺纹，41上盖下表面，42上盖上表面，43上盖U型孔，44下盖U型孔，45下盖方形孔，46短小孔，47下盖上表面，48下盖下表面，49下盖外圆面，50环形槽，51下凹槽，52上凹槽，54斜孔，55开口槽，56上止推面，57下止推面，58上内环，59下内环，60上翻边，61下翻边，62上段，63中轴段，64下段，65上盖外圆面，66中心孔，67光轴段，68上腔，69储油腔，70下腔，71绝缘层，72铁芯上表面，73通孔，80外罩，81热电阻，82上模，83下模，84浇注口，85凹槽轨道，86上模圆柱面，87下模圆柱面，88腔体，89大圆柱孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

图1是汽车双筒磁流变减振器在装配状态下的结构示意图，图2是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在装配状态下的结构示意图及局部结构放大示意图。一种汽车双筒磁流变减振器，主要包括：自锁螺母1、防尘盖2、油封3、导向器4、导向衬套5、弹簧座6、活塞杆7、内筒8、贮油筒9、活塞总成13和底阀总成14、底盖15；所述活塞杆7的一端连接所述自锁螺母1，另一端连接所述活塞总成13，所述活塞总成13位于所述内筒8中；所述内筒8固定于所述贮油筒9内部，其上部依次固连有导向衬套5、导向器4及油封3，其下部固连有所述底阀总成14；所述贮油筒9的上部固连有所述防尘盖2，其中间部位固连有所述弹簧座6，其下部固连有所述底盖15；所述活塞总成13包括：上盖35、下盖20、活塞环21、摩擦带22、励磁线圈23和铁芯24，所述励磁线圈23绕制于所述铁芯24的外部、所述励磁线圈23的外部设置有绝缘层71，所述上盖35和下盖20分别固连于所述活塞环21的上端、下端，所述摩擦带22位于所述所述活塞环21的外侧，所述铁芯24位于所述上盖35和下盖20的中间部位；所述上盖35的上部设置有外螺纹39并向上延伸形成光轴段67，所述活塞杆7上设置有和所述外螺纹39相匹配的内螺纹40及和所述光轴段67相匹配的孔。

图3是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在拆装状态下的立体结构示意图，图4是汽车双筒磁流变减振器的活塞电磁线圈组件在装配状态下的立体结构示意图，图8、9是汽车双筒磁流变减振器的铁芯的立体结构示意图。所述铁芯24上沿着其中心轴线的方向上设置有若干个长小孔29，所述下盖20上设置有和所述长小孔29相匹配的短小孔46；所述活塞总成13上还包括弹簧6和阀片25，所述弹簧6和阀片25设置于所述上盖35和铁芯24之间，所述阀片25贴于所述铁芯24的上段62上；所述弹簧6的一端接触所述上盖35的上盖下表面41，其另一端接触所述阀片25。

更具体地，所述长小孔29的数量为4个，并均布于所述铁芯24中心轴线的四周。

更具体地，所述长小孔29的直径为1.8mm至2.2mm。

更具体地，所述铁芯24的上端面上设置有向内部凹进、结构为长方体的上凹槽52，所述上盖下表面41上设置有向下凸起的圆形柱37，所述圆形柱37和所述上盖35同轴，在所述圆形柱37的端面上向轴线方向进一步延伸出结构为长方体的上盖方形座38；所述铁芯24和上盖35同轴布置，所述上凹槽52和上盖方形座38的结构位置相互匹配。

更具体地，所述铁芯24的下端面上设置有向内部凹进、结构为长方体的下凹槽51，所述下盖20的下盖上表面47上设置有向上凸起、结构为长方体的下盖方形孔45；所述铁芯24和上盖35同轴布置，所述下凹槽51和下盖方形孔45的结构位置相互匹配。

更具体地，所述圆形柱37的端面和所述铁芯24的上端面铁芯上表面72相配合；所述阀片25设置于所述圆形柱37的外部，其二者之间留有间隙。

更具体地，所述铁芯24上设置有连通所述上凹槽52及中轴段63外表面的斜孔54。

更具体地，所述励磁线圈23绕制于所述中轴段63上，所述斜孔54向所述中轴段63外表面的方向延伸，和所述上段62相交，在所述上段62的下表面上形成开口槽55，所述开口槽55向所述励磁线圈23的方向敞开。

更具体地，所述上盖35上设置有和所述斜孔54相通的中心孔66，所述活塞杆7上设置有和所述中心孔66相通的通孔73。

图6是汽车双筒磁流变减振器的上盖的立体结构示意图，图7是汽车双筒磁流变减振器的下盖的立体结构示意图。由所述铁芯24的外侧和所述活塞环21的内侧形成阻尼通道30，所述下盖20上设置有和所述阻尼通道30相通的下盖U型孔44，所述下盖U型孔44的数量为4个并相对于所述下盖20的中心轴线成均匀布置。

图5是汽车双筒磁流变减振器的活塞环的结构示意图。在所述活塞环21中部的外表面上设置有向内部凹进的环形槽50，所述环形槽50里面设置有摩擦带22，所述摩擦带22的宽度和所述环形槽50的宽度向匹配，所述摩擦带22的厚度大于所述环形槽50的深度。所述活塞环21的上内环58的结构和所述上盖35的上盖外圆面65相配合，所述上盖下表面41和所述活塞环21的上止推面56相配合，所述上盖35的上盖上表面42的周边设置上翻边60；同样地，所述活塞环21的下内环59的结构和所述下盖20的下盖外圆面49相配合，所述下盖上表面47和所述活塞环21的下止推面57相配合，所述下盖20的下盖下表面48的周边设置下翻边61。

以下结合图1至9，描述汽车双筒磁流变减振器的工作过程和工作原理：

1)在初始状态下。所述活塞杆7、内筒8、贮油筒9、活塞总成13构成同轴布置，所述活塞杆7固连于所述活塞总成13上并位于所述内筒8的内侧。所述内筒8位于所述贮油筒9的内侧，其上部依次固连有导向衬套5、导向器4及油封3，其下部固连有所述底阀总成14。所述活塞杆7由所述导向器4保持其在上下运动过程中和所述贮油筒9的同轴度。整个汽车双筒磁流变减振器的内部充有一定量的磁流变液，所述油封3用于防止磁流变液泄漏至外界。所述内筒8和贮油筒9之间构成储油腔69，在所述储油腔69的上部充入一定量的高压气体，防止磁流变减振器出现空行程，使外特性丰满圆润；在所述内筒8中，位于所述活塞总成13上方至所述导向器4的空间构成上腔68，位于所述活塞总成13下方至所述底阀总成14的空间构成下腔70。所述摩擦带22和内筒8的内表面接触，所述活塞环21和内筒8的内表面之间保持一定距离的间隙。所述绝缘层71包裹于所述励磁线圈23的外表面。由所述励磁线圈23引出的导线27依次穿过所述斜孔54、中心孔66，最后由所述通孔73引至汽车双筒磁流变减振器的外界。在所述斜孔54、中心孔66和通孔73的内部填充有绝缘材料。

2)活塞杆向上运动时。磁流变液由所述上腔68冲向所述活塞总成13，所述阀片25在所述弹簧6的压力和磁流变液的冲击力的双重作用下贴于所述铁芯上表面72上，所述长小孔29处于关闭状态。磁流变液通过所述阻尼通道30流向所述下腔70，产生拉伸阻尼力，同时所述储油腔69的油液经所述底阀总成14对所述下腔70进行补偿。

3)活塞杆向下运动时。磁流变液由所述下腔70冲向所述活塞总成13，所述阀片25在磁流变液的冲击力的作用下克服所述弹簧6的压力，从而脱离和所述铁芯上表面72的接触，所述长小孔29处于开启状态。4个所述长小孔29打开，位于所述下腔70的磁流变液一部分经由所述阻尼通道30和所述长小孔29流入所述上腔68，另一部分经底阀总成14流入储油腔69，产生压缩阻尼力。

汽车双筒磁流变减振器通过以下手段以进一步提高有益效果：

所述上盖35的上部设置有外螺纹39并向上延伸形成光轴段67，所述活塞杆7上设置有和所述外螺纹39相匹配的内螺纹40及和所述光轴段67相匹配的孔。所述光轴段67和所述孔相匹配，实现所述活塞杆7和所述活塞总成13的同轴度要求，并由所述内螺纹4O和外螺纹39实现对所述活塞杆7和活塞总成13的固定连接。

所述长小孔29在所述阀片25的控制下，实现开启或者闭合，以调节磁流变液在所述上腔68、下腔70和储油腔69之间的流量。所述活塞总成13向上运动时，所述长小孔29处于关闭状态，磁流变液通过所述阻尼通道30流向所述下腔70，产生拉伸阻尼力；所述活塞总成13向下运动时，所述长小孔29处于开启状态，位于所述下腔70的磁流变液一部分经由所述阻尼通道30和所述长小孔29流入所述上腔68，另一部分经底阀总成14流入储油腔69，产生压缩阻尼力。所述活塞总成l3向下运动时，磁流变液的流通可以获得比所述活塞总成13向上运动时更大的流通而积，以充分保证磁流变液到达并充满所述上腔68的空间，有效防止在所述上腔68形成真空，最终防止汽车双筒磁流变减振器在复原过程中存在空行程。

以下结合附图10至13，描述一体式注塑加工过程：

所述注塑加工用模具包括：外罩80、热电阻81、上模82、下模83，所述外罩80的内部设置有大圆柱孔89，沿着所述大圆柱孔89的表面设置有成螺旋状的凹槽轨道85，所述热电阻81置于所述凹槽轨道85内部；所述上模82、下模83的配合面之间设置有腔体88，所述上模82的上模圆柱而86与所述下模83的下模圆柱面87相结合整体置于所述大圆柱孔89内部，所述上模82上设置有浇注口84；所述腔体88内部放置汽车双筒磁流变减振器的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件主要包括：所述励磁线圈23、铁芯24、弹簧26、阀片25、上盖36、活塞杆7，所述励磁线圈23绕于所述铁芯24外部，所述铁芯24和上盖36之间设置所述弹簧26、阀片25，所述活塞杆7和上盖36为螺纹连接，所述励磁线圈23的导线穿过所述上盖36、活塞杆7，由所述活塞杆7的端部引出；

整体式注塑工艺步骤如下：

所述上模82、下模83脱离所述外罩80并打开，所述电磁线圈组件放置于所述腔体88中，所述铁芯24的斜孔54方向朝下，所述上模82、下模83合拢并置于所述外罩的大圆柱孔89内；

所述热电阻加热所述外罩80、上模82、下模83、电磁线圈组件，使其达到150℃至180℃；

绝缘材料加热至融化状态，通过浇注口84将所述绝缘材料注塑至所述电磁线圈组件上，并流过上盖的中心孔，所述绝缘材料由所述活塞杆7底部的通孔中进入，直到所述绝缘材料从所述通孔的另外一侧流出；

把所述上模82、下模83脱离所述外罩80，将所述上模82、下模83、电磁线圈组件降温至80℃至120℃，打开所述上模82、下模83，取出所述电磁线圈组件。

以下结合附图1至13，进一步描述本发明的积极作用：

所述电磁线圈组件内部填充的绝缘填料为一体式注塑成型，密封效果好、附着力强、强度高、活塞杆同轴度高、综合性能良好；

在注塑开始阶段，所述铁芯24和活塞杆7置于所述腔体88中，可以使所述铁芯24和活塞杆7保持良好的同轴度；

由于聚甲醛材料具有较高的抗热强度、弯曲强度、耐疲劳性强度和耐磨性，所以采用聚甲醛材料作为填充至所述电磁线圈组件内部的绝缘材料，可以使所述励磁线圈23表面获得良好的保护效果，并保持所述活塞杆7内部的密封性能。

绝缘材料加热至融化状态后，在注塑机的压力下注塑进入所述电磁线圈组件内部，由所述浇注口84开始流至所述励磁线圈23上，所述浇注口84位于所述励磁线圈23上远离所述上盖36的部位，所述铁芯24上的斜孔54方向朝下，因此，所述绝缘材料首先充满所述励磁线圈23的表面，经过所述斜孔54，流向所述活塞杆7，直到所述绝缘材料从所述活塞杆7的端部流出。绝缘材料的该种流通过程有利于彻底地排出位于所述电磁线圈组件内部的空气，进一步提高注塑加工的效果。

由于整个注塑加工过程需要达到150℃至180℃，所述励磁线圈选用型号为Q(ZY/XY)-2/220的漆包线，所述励磁线圈在注塑加工的过程中可以承受220℃的温度。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，包括注塑加工用模具和工艺步骤；其特征在于：

所述注塑加工用模具包括：外罩、热电阻、上模、下模，所述外罩的内部设置有大圆柱孔，沿着所述大圆柱孔的表面设置有成螺旋状的凹槽轨道，所述热电阻置于所述凹槽轨道内部；所述上模、下模的配合面之间设置有腔体，所述上模的上模圆柱面与所述下模的下模圆柱面相结合整体置于所述大圆柱孔内部，所述上模上设置有浇注口；所述腔体内部放置汽车双筒磁流变减振器的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件主要包括：所述励磁线圈、铁芯、弹簧、阀片、上盖、活塞杆，所述励磁线圈绕于所述铁芯外部，所述铁芯和上盖之间设置所述弹簧、阀片，所述活塞杆和上盖为螺纹连接，所述励磁线圈的导线穿过所述上盖、活塞杆，由所述活塞杆的端部引出；

包括以下工艺步骤：

1)所述上模、下模脱离所述外罩并打开，所述电磁线圈组件放置于所述腔体中，所述铁芯的斜孔方向朝下，所述上模、下模合拢并置于所述外罩的大圆柱孔内；

2)所述热电阻加热所述外罩、上模、下模、电磁线圈组件，使其达到150℃至180℃；

3)绝缘材料加热至融化状态，通过浇注口将所述绝缘材料注塑至所述电磁线圈组件上，经过所述斜孔，流过上盖的中心孔，所述绝缘材料由所述活塞杆底部的通孔中进入，直到所述绝缘材料从所述通孔的另外一侧流出；

4)把所述上模、下模脱离所述外罩，将所述上模、下模、电磁线圈组件降温至80℃至120℃，打开所述上模、下模，取出所述电磁线圈组件。

2.根据权利要求1所述的磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，其特征在于：所述绝缘材料为聚甲醛或耐油性ABS。

3.根据权利要求1所述的磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，其特征在于：所述浇注口连接上模外表面及所述励磁线圈部位。

4.根据权利要求1所述的磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，其特征在于：所述浇注口位于所述励磁线圈上远离所述上盖的部位。

5.根据权利要求1所述的磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，其特征在于：所述励磁线圈的型号为Q(ZY/XY)-2/220的漆包线，所述励磁线圈的耐热温度为220℃。

6.根据权利要求1所述的磁流变减振器的电磁线圈组件注塑加工工艺，其特征在于：所述铁芯的材料为电工纯铁。

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