CN105269734A - 一种特氟龙涂层复合灌胶模具及灌胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特氟龙涂层复合灌胶模具及灌胶方法，灌胶模具采用金属基体，在金属基体的触胶面喷涂特氟龙涂层，实现了模具防粘连、低渗透、低蠕变、表面光滑的特性结合金属、非金属多种材料的特性；进一步通过花瓣形通孔或出线堵头实现零件引出线的顺利引出。本发明灌胶方法实现灌胶尺寸精度小于0.05mm；形位精度小于0.06mm，使用寿命大于300小时。精度和可靠性均大幅度提高。为灌胶模具的材质选择提供了一种全新思路。

Description

一种特氟龙涂层复合灌胶模具及灌胶方法

技术领域

本发明涉及一种特氟龙涂层复合灌胶模具及灌胶方法，属于惯性仪表元器件灌胶领域。

背景技术

静压液浮陀螺动压马达定子绕线件胶层要求尺寸一次灌封成型，为保证马达内部气压均匀，要求胶层与铁芯内孔同轴度0.06mm(如图1)。聚四氟乙烯灌胶模具灌胶同轴度为0.2mm，内锥面胶层无法加工，外圆胶层0.2mm车削漏线风险非常高。

三浮陀螺角度传感器传感器定子(如图2)胶层尺寸为重要装配尺寸。聚四氟乙烯灌胶模具灌胶尺寸误差为0.2mm，引出线端胶层尺寸铣加工保证，断线率30％，模具热变形后轴向定位倾斜导致灌胶返修率30％。

以上两种惯性仪表元件制造过程中均需采用模具进行灌胶，以保证线包的绝缘，防止元件装配过程中引入多余物。灌胶需要在高温下进行，传统的灌胶模具采用聚四氟乙烯材料，但模具受热弹性变形大，高精度零件灌封非加工面、引出线面胶层尺寸、形位难以控制，获得的零件合格率低。聚四氟乙烯材料热变形量无统一标准，每批次材料先进行几次试模调整尺寸后才能进行模具投产，模具使用2-3次，高温使模具产生塑性变形而失效，耐用度低，严重影响高精度灌胶零件的合格率和灌胶的生产效率。从质量和成本双向考虑，需要一种新型的灌胶模具解决灌胶过程中的瓶颈问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有灌胶工艺技术中聚四氟乙烯灌胶模具高精度灌封合格率低、寿命短的不足，提供一种高定位、定形精度、长寿命的特氟龙涂层复合灌胶模具，实现灌胶尺寸精度小于0.05mm、形位精度小于0.06mm，寿命大于300小时。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种特氟龙涂层复合灌胶模具，包括金属基底，出线堵头；

所述金属基体的触胶面喷涂特氟龙涂层，所述金属基体具有通孔，通孔的位置与零件引出线的位置对应；

所述出线堵头为聚四氟乙烯材质，常温下与所述通孔间隙配合，填充在所述通孔内部，所述出线堵头具有出线孔，位置与所述通孔位置相对，零件的引出线经所述通孔后从出线孔穿出。

优选的，还包括退模堵头，采用聚四氟乙烯材质，所述金属基体包括退模孔，所述退模堵头与退模孔常温下间隙配合。

同时提供一种特氟龙涂层复合灌胶模具，包括金属基底，所述金属基体的触胶面喷涂特氟龙涂层，所述金属基体具有通孔，通孔的形状为花瓣形，即中心为大于的圆形通孔，在圆形通孔的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工弧形引出线贯通槽。

优选的，金属基底分为凸模和凹模，凸模均有插入凹模的芯轴。

优选的，所述金属基底为铝基底或钢基底。

优选的，所述涂层的厚度为0.02-0.04mm。

提供一种特氟龙涂层复合灌胶方法，包括如下步骤：

(1)按照制作零件的胶层尺寸和形位精度要求制作金属基体，根据引出线的位置，在金属基体加工大于的通孔；

(2)在金属基体的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层；

(3)制作出线堵头，采用聚四氟乙烯材质，出线堵头与所述通孔间隙配合，出线堵头制作有小于的出线孔；

(4)将零件放置在金属基体内部，将引出线经所述通孔后从出线孔穿出，将出线堵头插入金属基体所述通孔内部，进行灌胶。

同时提供一种特氟龙涂层复合灌胶方法，包括如下步骤：

(1)按照制作零件的胶层尺寸和形位精度要求制作金属基体，根据引出线的位置，在金属基体加工大于的圆形通孔；

(2)在圆形通孔的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工弧形引出线贯通槽；

(3)在金属基体的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层；

(4)将零件放置在金属基体内部，将引出线经所述贯通槽穿出，将出线堵头插入金属基体所述通孔内部，进行灌胶。

优选的，所述涂层的厚度为0.02-0.04mm。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用在金属基底的基础上喷涂特氟龙涂层，实现灌胶尺寸精度小于0.05mm，远高于原聚四氟乙烯灌胶模具0.2mm的精度；形位精度小于0.06mm，远高于原聚四氟乙烯灌胶模具0.2mm，寿命大于300小时，远高于原聚四氟乙烯灌胶模具42小时的寿命。精度和可靠性均大幅度提高。

(2)本发明解决了使用金属灌胶模具无法脱模的技术难题，充分利用了金属热稳定性好，定位定型精度的优点，在金属基底的基础上采用特氟龙涂层喷涂，将特氟龙涂层防粘连、低渗透、低蠕变、表面光滑的特性运用于灌胶领域，为灌胶模具的材质选择提供了一种全新思路。

(3)本发明高精度灌胶零件聚四氟乙烯灌胶模具120℃-160℃温度下使用寿命42h，特氟龙涂层复合灌胶模具经过相同温度300小时使用后，模具未出现变形，灌封后零件尺寸、形位精度的稳定，涂层未出现开裂、剥离脱落现象，模具仍可继续使用，涂层耐用度高，使用寿命远远高于聚四氟乙烯灌胶模具。从成本和寿命上考虑，模具可取代聚四氟乙烯运用至灌胶过程。

(4)本发明的引出线孔采用在基体上加工大于的通孔，设置与通孔间隙配合的聚四氟乙烯堵头，高温下堵头与通孔实现微过盈配合，防止通孔内进胶，引出线通过堵头的的小孔穿出，实现灌胶后引出线出模，克服了引出线孔过小(小于)时，孔内无法均匀喷涂涂层，引出线出模是与模具粘连的缺陷。

附图说明

图1为现有的定子绕线件结构图；

图2为现有的传感器定子结构图；

图3为本发明在对静压液浮陀螺马达定子灌胶使用的特氟龙涂层复合灌胶模具结构示意图，图3a为灌胶原理图，图3b为模具的结构示意图，图3c为凹模内表面结构示意图；

图4为本发明对三浮陀螺角度传感器定子灌胶使用的特氟龙涂层复合灌胶模具在过程中的应图，图4a为灌胶原理图，图4b为模具的结构示意图。

具体实施方式

本发明的特氟龙涂层复合灌胶模具主体采用金属基底制作，金属基体的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层。小孔结构不易喷涂特氟龙涂层，为了实现引出线的可靠引出，可以采用花瓣形的通孔，中心为大于的圆形通孔，在圆形通孔的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工弧形引出线贯通槽。或者采用大于的通孔，制作出线堵头，出线堵头采用聚四氟乙烯材质，出线堵头与所述通孔间隙配合，出线堵头制作有小于的出线孔。

1、实施例1

如图3a为本发明灌胶模具应用之一的原理图。凸模10和凹模15均为铝基底喷涂特氟龙涂层，将定子绕线件12内孔插入凸模10芯轴，以凸模10芯轴定位，再将凹模15插入芯轴。螺钉把紧，硅橡胶13密封，通过凸模10芯轴与凹模15中心通孔之间的紧配合保证图3a要求胶层11的同轴度。小于φ2mm的小孔不易实现喷涂特氟龙，φ0.8mm的引出线14不易出模，通过图3b中显示的花瓣式出线孔16结构保证喷涂均匀和引出线14顺利出模。引出孔为大于φ4mm(例如为φ5mm，φ6.8mm)的圆形通孔，圆形通孔的圆周上均匀设置三个圆弧形贯通槽，用于放置引线。根据零件引出线的位置不同，贯通槽的位置不同，每根引线对应一个贯通槽。圆形通孔和贯通槽内均喷涂特氟龙涂层，在该实施例中，贯通槽为φ1mm的圆弧，圆心位于圆形通孔上。

特氟龙涂层复合灌胶方法为：

(1)按照制作零件的胶层尺寸和形位精度要求制作金属基体，包括凸模10和凹模15，根据引出线的位置，在金属基体加工φ6.8mm的圆形通孔，凸模10设有插入凹模通孔16的芯轴；

(2)在圆形通孔16的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工圆弧形引出线贯通槽，贯通槽能实现引出线穿出即可，本实施例中共加工三个贯通槽，均为φ1mm；

(3)金属基体整体喷涂特氟龙涂层，涂层的厚度为0.02mm；

(4)将零件放置在金属基体内部，将引出线分别经所述贯通槽穿出，凸模10芯轴插入圆形通孔16，在通孔灌注硅橡胶进行密封，然后对零件进行灌胶。

2、实施例2

图4a为本发明应用之二的原理图，这种模具为薄壁结构，在高温(120-180℃)喷涂特氟龙涂层工艺过程中易产生变形，所以底座1、套筒9、芯轴7金属基底采用不锈钢材料防止高温变形。将传感器定子5内孔安装至底座1上，然后依次将芯轴7在底座1上，压紧螺母6压紧，套筒9和底座1配合定位同时压紧传感器定子5铁芯端面，将出线堵头2(中心有小孔)和退模堵头3(中心无孔)安装于底座1上，引出线4从出线堵头引出。出线堵头2采用聚四氟乙烯材料，在穿线孔位置和金属材料组合使用，两者间隙配合便于脱模，模具加热的过程中聚四氟乙烯的膨胀系数大于金属，两者转化为过盈配合，聚四氟乙烯不会从模具基体上脱落，引出线4从聚四氟乙烯材料位置引出，实现了引出线的出模。通过底座1尺寸精度保证零件灌胶后引出线端图纸胶层8尺寸精度要求。

特氟龙涂层复合灌胶方法，包括如下步骤：

(1)按照制作零件的胶层尺寸和形位精度要求制作金属基体，根据引出线的位置，在金属基体加工大于的通孔；

(2)在金属基体的触胶面喷涂特氟龙涂层，通孔内可以喷涂特氟龙涂层也可以不喷涂，在本实施例中通孔内不进行喷涂；

(3)制作出线堵头，出线堵头采用聚四氟乙烯材质，出线堵头与所述通孔间隙配合，出线堵头制作有的出线孔；

(4)将零件放置在金属基体内部，引出线穿过所述通孔后从出线孔穿出，将出线堵头插入金属基体所述通孔内部，进行高温灌胶。灌胶温度为120-180℃，加热时聚四氟乙烯的膨胀系数大于金属，两者转化为过盈配合，聚四氟乙烯不会从模具基体上脱落。

本发明的灌胶在应用过程中需注意以下事项：(1)本发明的灌胶模具在出模过程中不得划伤涂覆面；(2)使用过程中触胶面需涂抹微量硅油；(3)不用时，先将各模具清理干净存放。

本发明综合利用特氟龙涂层不粘连、金属材料热稳定性、聚四氟乙烯不粘连可加工的特点，研制出不粘胶、易脱模、高温不变形、使用寿命长的复合型灌胶模具。模具采用金属材料取代聚四氟乙烯材料作为灌胶模具的主材，利用金属材料的热稳定性保障模具在高温下的尺寸、形位精度稳定，解决聚四氟乙烯热变形大导致的模具定位、定形精度低的问题。特氟龙涂层具有防粘连性可以实现胶层脱模，同时优良的耐热性能满足灌胶的使用条件。金属灌胶模具触胶面涂覆特氟龙涂层，结合金属的热稳定性和特氟龙的防粘连特性实现金属模具在灌胶工艺过程中的应用。

本发明灌胶方法实现灌胶尺寸精度小于0.05mm；形位精度小于0.06mm，使用寿命大于300小时。精度和可靠性均大幅度提高。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：包括金属基底(1，7，9)和出线堵头(2)；

所述金属基体(1，7，9)，用于放置待灌胶的零件，所述金属基体(1，7，9)的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层，所述金属基体(1，7，9)具有通孔，通孔的位置与零件引出线的位置对应；

所述出线堵头(2)为聚四氟乙烯材质，常温下与所述通孔间隙配合，填充在所述通孔内部，所述出线堵头(2)具有出线孔，位置与所述通孔位置相对，零件的引出线经所述通孔后从出线孔穿出。

2.如权利要求1所述的特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：还包括退模堵头(3)，采用聚四氟乙烯材质，所述金属基体(1，7，9)包括退模孔，所述退模堵头(3)与退模孔常温下间隙配合。

3.一种特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：包括金属基底(10，15)，所述金属基体(10，15)用于放置待灌胶的零件，所述金属基体(10，15)的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层，所述金属基体具有通孔(16)，通孔(16)的形状为花瓣形，中心为大于的圆形通孔，在圆形通孔的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工弧形引出线贯通槽。

4.如权利要求3所述的特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：金属基底分为凸模(10)和凹模(15)，凸模(10)设有插入凹模通孔(16)的芯轴。

5.如权利要求1-4之一所述的特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：所述金属基底为铝基底或钢基底。

6.如权利要求1-4之一所述的特氟龙涂层复合灌胶模具，其特征在于：所述涂层的厚度为0.02-0.04mm。

7.一种特氟龙涂层复合灌胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制作金属基体(1，7，9)，根据引出线的位置，在金属基体(1，7，9)加工大于的通孔；

(2)在金属基体(1，7，9)的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层；

(3)制作出线堵头(2)，出线堵头(2)采用聚四氟乙烯材质，出线堵头(2)与所述通孔间隙配合，出线堵头(2)制作有小于的出线孔；

(4)将零件放置在金属基体(1，7，9)内部，引出线穿过所述通孔后从出线孔穿出，将出线堵头(2)插入金属基体所述通孔内部，进行灌胶。

8.一种特氟龙涂层复合灌胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制作金属基体(10，15)，金属基底包括凸模(10)和凹模(15)，凸模(10)上加工大于的圆形通孔(16)，凸模(10)设有插入凹模通孔(16)的芯轴；

(2)在圆形通孔(16)的圆周上，根据引出线的位置对应每根引出线加工圆弧形引出线贯通槽；

(3)在金属基体(10，15)的触胶面或整体喷涂特氟龙涂层；

(4)将零件放置在凸模(10)和凹模(15)内部，将引出线分别经所述贯通槽穿出，凸模(10)芯轴插入圆形通孔(16)，对通孔进行密封，然后对零件进行灌胶。

9.如权利要求7或8所述的特氟龙涂层复合灌胶方法，其特征在于：所述涂层的厚度为0.02-0.04mm。