CN105346129A - 磁场等静压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁粉成型设备，具体为磁场等静压机。解决现有磁场等静压机结构复杂、自动化程度低、取向磁场低的问题。包括机架，机架顶部设置有上高压油缸，机架中部设置有工作台，工作台上放置有等静压模具，工作台相对机架能移动，机架上固定有电磁线圈，电磁线圈内有铁心，等静压模具上方的电磁线圈铁心一端与上高压油缸的活塞杆端部连接固定、另一端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，所述的等静压模具包含等静压模具腔体，等静压模具腔体内设有隔套，隔套与等静压模具腔体内壁之间灌注有液性塑料。本发明实现了等静压高压腔的模具化，大大减化了整体结构，同时可配置多工位移动工作台，实现高效率自动化。

Description

磁场等静压机

技术领域

本发明涉及磁粉成型设备，具体为磁场等静压机。

背景技术

目前，各向异性的磁粉成型，最常用的工艺是先用磁场压机进行磁场取向预成型，再用等静压机进行等静压以改善密度。各向异性磁粉预成型需要磁场取向，压力方向与取向磁场方向平行，称之为平行压磁场压机；压力方向与取向磁场方向垂直，称之为垂直压磁场压机；不论是平行压还是垂直压都会在一定程度上破坏磁场取向，平行压对磁场取向的破坏尤其突出。而且先预成型再等静压，增加了工序自然增加了成本，并且目前一般的等静压机只能手工操作，劳动量大，效率低难以实现自动化。

磁场取向等静压成型的装置，应称之为磁场等静压机。唯有等静压成型不破坏磁场取向，而且密度均匀。但现有的磁场等静压机存在结构复杂、自动化程度低、取向磁场低等问题，正因为存在诸多的问题，还没有在产业化的生产中实际应用的报道。

发明内容

本发明解决现有磁场等静压机结构复杂、自动化程度低、取向磁场低的问题，提供一种新型的能在实际生产中应用的高效率能实现连续自动工作循环的磁场等静压机。

本发明是采用如下技术方案实现的：磁场等静压机，包括机架，机架为框式结构，机架内框顶面设置有上高压油缸，机架中部设置有工作台，工作台上放置有等静压模具，工作台相对机架能往复移动，实现等静压模具在上高压油缸正下方的取向加压工位和机架之外的脱模加料工位之间的往复移动转换位置，机架上固定有分别位于等静压模具取向加压工位上方和工作台下方且规格相同的电磁线圈，电磁线圈内有铁心，机架内框两侧水平固定有磁轭板，等静压模具取向加压工位上方和工作台下方的电磁线圈的上端、下端分别固定于磁轭板上，等静压模具取向加压工位上方电磁线圈的磁轭板上开有使电磁线圈铁心自由穿过的通孔，等静压模具取向加压工位上方的电磁线圈铁心上端与上高压油缸的活塞杆端部连接固定、下端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，上高压油缸、等静压模具取向加压工位上方和工作台下方的电磁线圈铁心及位于取向加压工位的等静压模具的轴线共线；所述的等静压模具包含无磁材料制成的等静压模具腔体，等静压模具腔体内设有隔套，隔套由上承压面、下承压面及连接于上下承压面之间的模腔组成，所述隔套的上承压面外缘设有向内折弯的上唇边，下承压面外缘设有向内折弯的下唇边，上、下唇边紧贴等静压模具腔体内壁；隔套与等静压模具腔体内壁之间的密封空间灌注有液性塑料。

工作时，工作台把等静压模具置于脱模加料工位，手工或自动装置为模腔定量加料、震实；之后，工作台把等静压模具精确送至上高压油缸正下方的取向加压工位，上高压油缸活塞杆下行，驱动等静压模具取向加压工位上方的电磁线圈铁心下行，铁心下方的压头伸入等静压模具腔体对其内的隔套上承压面加压，施加的轴向压力经液性塑料介质传递对模腔内的工件施以等静压，同时将上、下唇边压紧在等静压模具腔体内壁，实现密封及连接，防止液性塑料被挤出。与此同时电磁线圈通电充磁取向，达到设定压力后保压设定时间，接着电磁线圈接通反向电流退磁，退磁完成后，上高压油缸活塞杆回位，加压取向完成。然后，工作台把等静压模具送至脱模加料工位，手工或自动装置完成脱模、清理、加料、震实。开始新的工作循环。

电磁线圈、磁轭板、铁芯与机架合起来组成优化的磁路，使模腔内的有效取向磁场强度达到1.5-2.5T。这是其它结构的静磁场取向的等静压装置所难以企及的。等静压模具的作用就是取代常规等静压机的高压腔，等静压模具与高压腔的功能是一样的，它们的区别就在于等静压模具轴向受压，经液性塑料转化为等静压，它独立于主机，易于转换；常规等静压机的高压腔与主机有着固定的约束连接难于转换，通常是用高压泵或增压器加压。

实现工作台相对机架移动完成工位转换的具体结构是本领域技术人员的公知常识或常规技术手段，有许多常规的技术手段，并且可容易地有多种结构变形。

本发明优选了液性塑料作为压力介质，它虽然不能像液体一样自由流动却能像液体一样传递静压力（不会产生压力衰减），适合于轴向压转化为等静压没有液体流动的压力传递，液性塑料不是流体，大大降低了对“密封及连接结构”的高要求，简化了密封，承受压力能够达到100-300MPa，实现了等静压高压腔的模具化，取代高压腔的等静压模具提供了体积庞大的电磁铁配置的位置空间，大大减化了整体结构，同时可配置多工位移动工作台，把多个模具置于不同的工作位置上分别进行加压、出料、清理、进料、震实等，实现高效率自动化。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明等静压模具的一种结构示意图；

图3为本发明等静压模具的另一种结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为工作台的第一种状态结构示意图；

图6为工作台的第二种状态结构示意图；

图7为工作台的第三种状态结构示意图。

图中：1-机架，2－上高压油缸，3－工作台，4－等静压模具，5－电磁线圈，6－铁心，7－下高压油缸，8－磁轭板，9－铁心导套；31－油缸，32－主工作台，33－辅工作台；41－等静压模具腔体，42－隔套，43－上唇边，44－下唇边，45－液性塑料，46－灌注孔，47－堵头，48－钢丝，49－胶垫。

具体实施方式

磁场等静压机，包括机架1，机架1为框式结构，机架1内框顶面设置有上高压油缸2，机架中部设置有工作台3，工作台上放置有等静压模具4，工作台3相对机架能往复移动，实现等静压模具在上高压油缸正下方的取向加压工位和机架之外的脱模加料工位之间的往复移动转换位置，机架1上固定有分别位于等静压模具取向加压工位上方和工作台下方且规格相同的电磁线圈5，电磁线圈内有铁心6，机架1内框两侧水平固定有磁轭板8，等静压模具取向加压工位上方、工作台下方的电磁线圈5的上端、下端分别固定于磁轭板8上，等静压模具取向加压工位上方电磁线圈的磁轭板8上开有使电磁线圈铁心自由穿过的通孔，等静压模具取向加压工位上方的电磁线圈铁心上端与上高压油缸2的活塞杆端部连接固定、下端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，上高压油缸2、等静压模具取向加压工位上方和工作台下方的电磁线圈铁心及位于取向加压工位的等静压模具的轴线共线；所述的等静压模具4包含无磁材料制成的等静压模具腔体41，等静压模具腔体41内设有隔套42，隔套42由上承压面、下承压面及连接于上下承压面之间的模腔组成，所述隔套42的上承压面外缘设有向内折弯的上唇边43，下承压面外缘设有向内折弯的下唇边44，上、下唇边紧贴等静压模具腔体内壁；隔套42与等静压模具腔体41内壁之间灌注有液性塑料45。隔套42相当于现有干袋式等静压机的干袋，本领域技术人员公知它是优质橡胶或工程塑料制造的，有足够的弹性和足够的强度，它的模腔是根据工件的外形尺寸，粉体的松装密度和压实密度量身设计的。

在机架1的内框底面固定有其轴线与上高压油缸2共线的且压力与上高压油缸2等同的下高压油缸7，工作台下方的电磁线圈的磁轭板8上开有使电磁线圈铁心自由穿过的通孔，工作台下的电磁线圈铁心的下端与下高压油缸7的活塞杆端部连接固定、上端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，工作台在放置等静压模具的位置开有能使电磁线圈铁心通过的通孔。这样，工作时，上高压油缸2和下高压油缸7同时工作，等静压模具取向加压工位上方和工作台下的电磁线圈铁心的压头同时进入等静压模具腔体，对隔套42的上、下承压面同时施压，双向压可减少液性塑料介质在加压过程中的的位移，这对于较高的模腔是必要的。电磁线圈5的内圈固定有套在铁芯6外面的铁心导套9。机架1采用钢丝缠绕结构，以承受更大的轴向力。

磁场等静压机的取向磁场来自电磁铁，电磁铁由两个完全对称的磁极组成，每个磁极由电磁线圈、铁芯、磁轭组成，铁芯需要移动的电磁铁通常还需要铁芯导套，电磁线圈缠在铁芯导套上，连同铁芯导套固定在磁轭上，铁芯穿过铁芯导套和磁轭，铁芯导套为铁芯移动导向定位。电磁铁的两个磁轭分别固定在机架内框两侧板上，组成磁回路，上铁芯的下端面与下铁芯的上端面之间形成取向磁场，两端面之间的距离称之为磁路的气隙，气隙越小取向磁场越强。为了获得最大的取向磁场，就得最大限度减小电磁铁的气隙，为此铁芯需要与高压油缸的活塞杆连接随动，既是取向磁场的磁极又是对等静压模具轴向加压的压头，深入等静压模具内腔施压。在取向加压工位等静压模具的轴心、电磁铁铁芯的轴心、高压油缸的轴心是同心的；电磁铁的两极对等静压模具上下两端面是对称的。如果是双向压，下高压油缸坐落在机架内框底面与上高压油缸同轴的位置上，电磁铁的下铁芯与下高压油缸的活塞杆连接随动。如果是单向压则没有下高压油缸，电磁铁的下磁轭可以直接坐落在机架内框底面上。

具体制造时，液性塑料受热后产生流动性，可从上唇边43与等静压模具腔体41内壁之间注入隔套与腔体之间的密闭空间，冷却后形成肉冻状的液性塑料。进一步地，在等静压模具腔体41上开有向隔套与等静压模具腔体内壁之间灌注液性塑料的灌注孔46并在灌注孔46的孔口设有堵头47，灌注时将堵头47拔开，灌注后塞住，这样极大方便了液性塑料的灌注。为增加等静压模具腔体41的抗压强度，等静压模具腔体41外缠绕有钢丝48。所述隔套的模腔根据工件的大小可以为一个也可以为多个，以增加加工效率。在等静压模具腔体内、隔套的上、下承压面放置有胶垫49，用以封闭模腔（没有胶垫时是由下部工作台面或下压头和上压头封闭模腔的），同时更好地施加及传递轴向静压。

具体实施时，工作台3相对机架1的移动可采用如下的结构实现：工作台3包括在油缸31驱动下相对机架平移往复运动的主工作台32，和位于主工作台32上、中部通过回转轴与主工作台32铰连的辅工作台33，辅工作台33上设有两个位于回转轴两侧的放置等静压模具的工位A、B。工作时，主工作台32在油缸31驱动下平移，使位于一个工位A上的等静压模具移至取向加压工位，完成磁场等静压，同时位于另一个工位B上的等静压模具进行脱模加料；然后，主工作台32反向平移，辅工作台33旋转180度，重复上述循环过程。此结构的工作台在机架宽度小于工作台回转直径时是必要的，为回转工作台的需要而加宽机架会大幅度增加主机的体积重量和成本。本结构不会因工作台回转需要要加宽机架，并能保证各能工位连续工作提高效率。

Claims (8)

1.一种磁场等静压机，包括机架（1），其特征在于，机架（1）为框式结构，机架（1）内框顶面设置有上高压油缸（2），机架中部设置有工作台（3），工作台上放置有等静压模具（4），工作台（3）相对机架能往复移动，实现等静压模具在上高压油缸正下方的取向加压工位和机架之外的脱模加料工位之间的往复移动转换位置，机架（1）上固定有分别位于等静压模具取向加压工位上方和工作台下方且规格相同的电磁线圈（5），电磁线圈内有铁心（6），机架（1）内框两侧水平固定有磁轭板（8），等静压模具取向加压工位上方和工作台下方的电磁线圈（5）的上端、下端分别固定于磁轭板（8）上，等静压模具取向加压工位上方电磁线圈的磁轭板（8）上开有使电磁线圈铁心自由穿过的通孔，等静压模具取向加压工位上方的电磁线圈铁心上端与上高压油缸（2）的活塞杆端部连接固定、下端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，上高压油缸（2）、等静压模具取向加压工位上方和工作台下方的电磁线圈铁心及位于取向加压工位的等静压模具的轴线共线；所述的等静压模具（4）包含无磁材料制成的等静压模具腔体（41），等静压模具腔体（41）内设有隔套（42），隔套（42）由上承压面、下承压面及连接于上下承压面之间的模腔组成，所述隔套（42）的上承压面外缘设有向内折弯的上唇边（43），下承压面外缘设有向内折弯的下唇边（44），上、下唇边紧贴等静压模具腔体内壁；隔套（42）与等静压模具腔体（41）内壁之间灌注有液性塑料（45）。

2.根据权利要求1所述的磁场等静压机，其特征在于，在机架（1）的内框底面固定有其轴线与上高压油缸（2）共线的且压力与上高压油缸（2）等同的下高压油缸（7），工作台下的电磁线圈的磁轭板（8）上开有使电磁线圈铁心自由穿过的通孔，工作台下的电磁线圈铁心的下端与下高压油缸（7）的活塞杆端部连接固定、上端制成能伸入等静压模具并与等静压模具内壁配合的压头，工作台在放置等静压模具的位置开有能使电磁线圈铁心通过的通孔。

3.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于电磁线圈（5）的内圈固定有套在铁芯（6）外面的铁心导套（9）。

4.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于机架（1）采用钢丝缠绕结构。

5.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于在等静压模具腔体（41）上开有向隔套与等静压模具腔体内壁之间灌注液性塑料的灌注孔（46）并在灌注孔（46）的孔口设有堵头（47）。

6.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于隔套的模腔为多个。

7.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于在等静压模具腔体内、隔套的上、下承压面放置有胶垫（49）。

8.根据权利要求1或2所述的磁场等静压机，其特征在于工作台（3）包括在油缸（31）驱动下相对机架平移往复运动的主工作台（32），和位于主工作台（32）上、中部通过回转轴与主工作台（32）铰连的辅工作台（33），辅工作台（33）上设有两个位于回转轴两侧的放置等静压模具的工位（A、B）。