CN103707398A - 永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法，解决了不同规格形状的磁瓦模具实际成型所需料浆的定量问题，其特征是：注料口的位置是根据生坯设计的需要确定所需定量的原料质量m，并根据压型实际料浆的含水率计算所需料浆的定量体积V及模腔径向截面积S₀，然后根据体积公式计算出模腔需要升起的高度，即注料口的定量高度：

注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同。模具压型时模腔升起，凸模弧顶与注料口下端弧齐平，注料量满足生坯要求的实际需要量；注料口各部位在快压时封闭程度同时同步，避免了因封闭不同步而造成的局部逆流回料，提高了生坯质量。

Description

永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法

技术领域

本发明涉及永磁铁氧体磁瓦模具，特别涉及永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法。

背景技术

永磁铁氧体磁瓦是用模压成型的，模具按成型时填料方式分类，主要分手工加料模具、自动注料模具。手工加料模具(即用手工添加的方式将料浆填入模腔)优点是因为模腔没有注料口，生坯厚度可根据料浆含水率不同，任意调节模腔高度至需要位置，且不存在注料口逆流回料；缺点是成型效率低。自动注料模具（即为模腔升起，露出注料口，料浆由注料机提供动力，从注料口注入模腔）优点是成型效率高；缺点是注料口的位置（即中模弧顶到注料口下端的距离）较难确定，设定浅了生坯厚度较难做到设定值，且易造成逆流回料，高了易超出生坯设定值，若仅通过缩短注料时间，注料速度快，易造成模腔边角注料不饱和，影响生坯质量。

自动注料磁瓦模具设计，是根据生坯的尺寸及形状设计的，生坯确定，模腔需要的注料量也就是确定的，模腔注料口位置的确定是设计的关键尺寸。但因为料浆有一定的含水率（料浆是铁氧体颗粒和水的混合物，通常料占65%，水占35%左右），生坯也有一定的含水率（通常在12%左右），不同的磁瓦生坯形状也不同，因此要确定模腔注料口的具体位置比较困难。

目前公知的自动注料磁瓦模具注料口设计是根据料浆含水率，估算压缩比：即约为生坯厚度的2倍来确定注料口位置，这种计算方法较为粗略，不能满足磁瓦生坯实际需要的准确注料量。

发明内容：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法，解决模具成型定量注料的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法，注料口的位置是根据生坯设计的需要确定所需定量的原料质量m，并根据压型实际料浆的含水率计算所需料浆的定量体积V及模腔径向截面积S₀，然后根据体积公式计算出模腔需要升起的高度即注料口的定量高度： $H=H_1+H_2=R-\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}+(S_0-S_1{-S}_3)\÷W;$ 注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同，注料口各部位在快压时封闭程度同时同步。

注料口的定量高度是根据生坯的要求确定注料量，依据物质质量、密度、体积的相互关系计算出定量体积，再依据体积、面积及长度的相互关系计算出注料口高度，是一个定量的高度。

注料口高度的具体计算公式为

注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同，注料口各部位在快压时封闭程度同时同步。

根据以上思路，我们下面来推导模腔注料口高度：（设生坯径向截面积为S、铁氧体密度ρ_体g/CM³、水的密度ρ_水g/CM³）（见图1、图3）。

生坯径向截面积为S、轴高为L已知，得出生坯体积V_坯=S×L，根据生坯的含水率，得生坯所需实际原料质量m=ρ_坯×V_坯×M%=ρ_坯×S×L×M%,由于料浆中含有100%-N%的水，根据体积及密度公式得出料浆的体积V=V_料+V_水=m÷ρ_体+（100%-N%）×m÷（N%×ρ_水）=ρ_坯×S×L×M%÷ρ_体+（100%-N%）×ρ_坯×S×L×M%÷（ρ_水×N%）=ρ_坯×S×L×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/（ρ_水×N%）］。

料浆的体积V（即为原料及水的体积的和）就是模腔上升注料所需的体积，所以模腔径向截面积S₀=V÷L=ρ_坯×S×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/（ρ_水×N%）］，把S₀分成三部分：S₁、S₂、S₃，则S₀=S₁+S₂+S₃，利用数学知识可以分别计算出它们的面积， $S_1=R^2\×\arcsin [W/\left(2R\right)]-\left[W\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}\right]/2,$ $S_3=W\×h+(r-h)\sqrt{r^2-{(r-h)}^2}-r^2\×\arccos [(r-h)/r],$ 注料口的位置即高度是H=H₁+H₂，根据勾股定理，得

根据面积公式得H₂=S₂÷W=(S₀-S₁-S₃)÷W={ρ_坯×S×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/(ρ_水×N%)］-S₁-S₃}÷W。所以

通过以上推演计算，我们知道要做到需要的生坯尺寸，实际需要料浆的体积，根据体积公式、面积公式我们便得出模腔实际需要的高度 $H=H_1+H_2=R-\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}+(S_0-S_1{-S}_3)\÷W,$ 由此为依据确定自动注料磁瓦模具注料口的高度。在这一位置开设注料口，注料口沿水平方向的长度方向为生坯弦长的1/6：W/6;沿竖直方向的宽度方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同。在压制成型时模腔升起，凸模的弧顶与注料口的下端弧形齐平，注料机将模腔注满料浆，所注入的量刚好是生坯所需要的量，注料结束，液压机进入快压程序，根据快压速度，1-2秒内注料口便会因模腔与凸模的相对运动而封闭，在封闭过程中，由于注料口上下端弧度与凸模等弧，因此注料口各部位封闭程度同时同步，避免了局部逆流回料。

通过以上技术方案得出：注料口的设计方法是根据生坯，确定所需原料的定量质量m，根据压型料浆的含水率计算出所需料浆的定量体积V及模腔径向截面积S₀，然后根据体积、面积公式计算出模腔需要升起的定量高度H，即是模具注料口的位置。解决了现有模具注料口位置设计，仅以定性的方法估算压缩比的问题。

附图说明

图1为本发明永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口设计方案示意图。

图2为本发明永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口结构示意图。

图3为本发明永磁铁氧体磁瓦自动注料模具所需料浆径向截面示意图。

图4为本发明永磁铁氧体磁瓦生坯示意图。

图中1.注料口，2.模腔，3.凸模，4.料浆径向截面,5.中模，6.生坯径向截面

具体实施例

下面结合附图对本发明作进一步说明

实施例（见图1、图2、图3、图4）

根据永磁铁氧体磁瓦的收缩特性，设计生坯图（见图4），包括生坯外弧R，内弧r，弦长W，轴高L，弓高h，生坯厚度T。通过生坯径向截面图（6），计算可得出其截面积S,体积V_坯=S*L。按照我们长期试验及公认的结果，合格的生坯的密度ρ_坯（通常ρ_坯=3.2g/CM³）、生坯的含水率100%-M%(通常原料为88%，则水为12%)、料浆的含水率1-N%(通常原料为65%，则水为35%)，铁氧体的密度ρ_体=5g/CM³（公认），水的密度ρ_水=1g/CM³（公认）。根据物质质量、体积、密度的关系，得出设定生坯所含铁氧体的质量m=ρ_坯×S×L×M%，进而得出所需含水率为100%-N%料浆的体积V=ρ_坯×S×L×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/(ρ_水×N%)］，料浆的体积V就是模腔上升注料所需的体积，由体积公式，得模腔径向截面积（4）：S₀=V÷L=ρ_坯×S×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/（ρ_水×N%）］，把S₀分成三部分：S₁、S₂、S₃，则S₀=S₁+S₂+S₃，利用数学知识可以分别计算出它们的面积， $S_1=R^2\×\arcsin$ $[W/\left(2R\right)]-\left[W\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}\right]/2,S_3=W\×h+(r-h)\sqrt{r^2-{(r-h)}^2}-r^2\×\arccos$ $[(r-h)/r],$ 注料口（1）的位置即高度：H=H₁+H₂，根据勾股定理，得

根据面积公式得H₂=H₂=S₂÷W=(S₀-S₁-S₃)÷W={ρ_坯×S×M%［1/ρ_体+（100%-N%）/(ρ_水×N%)］-S₁-S₃}÷W。所以

通过以上推演计算，我们知道要做到需要的生坯尺寸，得出实际需要料浆的定量体积（料及水所占体积的和），根据体积公式、面积公式我们便得出模腔（2）实际需要的定量高度 $H=H_1+H_2=R-\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}+(S_0-S_1{-S}_3)\÷W,$ 由此为依据确定自动注料磁瓦模具注料口的定量高度。在中模（5）弧顶中心线上，距弧顶为H的位置开设注料口（1），注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模（3）弧度r相同。在压制成型时模腔（2）升起，凸模（3）的弧顶与注料口（1）的下端弧形齐平，注料机将模腔（2）注满料浆，所注入的量正好生坯所需要的量，注料结束，液压机进入快压程序，在1-2秒内注料口（1）便会因模腔与凸模的相对运动而封闭。在封闭过程中，由于注料口（1）上下端弧度与凸模（3）等弧，因此注料口各部位在快压时封闭程度同时同步，避免了因封闭不同步而造成的局部逆流回料。

通过以上具体实施例的说明，自动注料模具注料口的位置确定简要的概括就是：根据生坯，确定所需原料的定量质量m，根据压型料浆的含水率计算出所需料浆的定量体积V及模腔径向截面积S₀，然后根据体积公式、面积公式计算出模腔需要升起的定量高度 $H=H_1+H_2=R-\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}+(S_0-S_1{-S}_3)\÷W,$ 即是模具注料口的位置。

Claims (4)

1.一种永磁铁氧体磁瓦自动注料模具注料口的设计方法，其特征是：注料口的位置是根据生坯设计的需要确定所需定量的原料质量m，并根据压型实际料浆的含水率计算所需料浆的定量体积V及模腔径向截面积S₀，然后根据体积公式计算出模腔需要升起的高度即注料口的定量高度： $H=H_1+H_2=R-\sqrt{R^2-{(W/2)}^2}+(S_0-S_1{-S}_3)\÷W;$ 注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同，注料口各部位在快压时封闭程度同时同步。

2.根据权利要求1所述自动注料模具注料口的设计方法，其特征是：注料口的定量高度是根据生坯的要求确定注料量，依据物质质量、密度、体积的相互关系计算出定量体积，再依据体积、面积及长度的相互关系计算出注料口高度，是一个定量的高度。

3.根据权利要求1所述自动注料模具注料口的设计方法，其特征是：注料口高度的具体计算公式为

4.根据权利要求1所述自动注料模具注料口的设计方法，其特征是：注料口沿水平方向长度为生坯弦长的1/6：W/6;宽度沿竖直方向为生坯厚度的1/3：T/3；长度方向上下为弧形，与凸模弧度r相同，注料口各部位在快压时封闭程度同时同步。

Images