CN105562685B - 钕铁硼粉末成型压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钕铁硼粉末成型压机，包括机架和自上而下设置在机架上的上冲组件和下冲组件。其中上冲组件包括上压板、主液压缸、释压活塞和上冲头。上压板固定安装在机架上部，主液压缸，包括安装在上压板上的缸体和能上下活动的设置在缸体内的活塞，活塞的下端部开设有一向下开口的容置腔，该容置腔构成释压缸体。释压活塞能上下活动的设置在释压缸体内，释压活塞和释压缸体构成释压油缸。上冲头则连接在释压活塞的下端。该钕铁硼粉末成型压机在主液压缸的活塞内部内嵌设置释压缸，该结构简单巧妙，该钕铁硼粉末成型压机的整体尺寸大大减小，提高了压机设备重量和整体尺寸分别与压坯尺寸的匹配性，在保证生产效率的前提下有效降低了能耗。

Description

钕铁硼粉末成型压机
技术领域
本发明涉及成型压机技术领域，具体涉及一种钕铁硼粉末成型压机。
背景技术
永磁体由稀土合金制成，主要是由Nd2Fe14B、Sm2Co17及SmCo5金属合金制成。永磁体具有独特的高密度磁能，永磁体的制备需要采用昂贵的原材料并且投入巨大的生产成本，生产永磁体的技术必须达到一定的要求，以获取最好的原料产量和最佳的磁性能。永磁体的主要生产步骤为：熔化合金；将合金磨成通常小于10微米的颗粒粉末；将颗粒粉末压进磁场，进而烧结压坯；通过机械加工获得最终所需形状的磁体，最终磁化磁体。
其中，粉末压制是永磁体生产过程中决定磁体质量和成本效益最重要的一环。稀土磁粉粉末的自动压制流程包括有四个主要步骤：
i)将粉末注入模架的模腔内。
粉末从料筒输送到喂料靴，然后通过喂料靴的输送将粉末填满模具。粉末填充的重量精确度不得偏离生坯标称重量的1％。粉末填充的重量精度可以通过重力或容量式技术进行控制。
形状简单的大坯件更适合采用重力式技术，即将预先测定好所需重量的粉末填入喂料靴，喂料靴移到模具上方并将粉末完全倒入模具的模腔内。
容量式技术用于更加复杂的片状坯件，例如弧形或环形磁体。喂料靴移到模腔上方，并通过抖动或类似方式将粉末注入到一定容量的模腔内。
模具内粉末的表观密度约为最终磁体烧结密度的30％。这样，粉末在压制过程中可以实现最佳磁取向。
ii)在磁场中将粉末压制成毛坯。
喂料靴离开模架区域后，模架的上冲头会往下移动靠近模腔。此时开启磁取向场，上冲头向下移动，进行压制。通过压力控制进行压制的过程以及磁取向的步骤均是一种标准技术。磁取向场开启后，将冲头的压紧力增大至一个数值，通常采用的压紧力数值是最大压力的20％，此时粉末中的个别颗粒不再可能进行旋转。鉴于磁体粉末的流变特性较差，压力控制比“位置控制”技术更好。通常获得的生坯密度数值为烧结密度的60％，精确度为+-1％。相应的坯件也具有足够大的机械强度进行下一步加工。压制时间取决于坯件的尺寸和形状，当压紧力接近标称值时压制开始。压制之前和压制期间，都必须启动模架的润滑系统。
iii)坯件释压。
压制结束时，磁体坯件释压并从模具中弹射出来，该释压过程是磁体压制过程中影响磁体生坯机械特性最为关键的步骤。利用释压缸可以通过的两步法良好的控制释压过程。第一步，将释压缸的压紧力控制在残余压紧数值，以避免坯件发生内部破裂。第二步，保持该压紧力直到坯件从模具中完全弹射出来。以及
iv)从压机中取出坯件。
磁体生坯从模具中自动取出后，经过一个连接箱送至烧结箱内，即完成磁体的整个压制流程。
粉末压制可以通过机械偏心压机或液压压机完成。这些压机需要配备能够满足磁体稀土粉末的特殊要求的模架和外围设备。
现在多使用单轴液压压机在磁取向场内将稀土粉末压制成所需的形状。然而，目前市场上的大部分压机都很难达到将生坯压成能够直接用于烧结的坯件的要求。
传统压机模架的一个技术局限性为冲头与压机油缸的端面直接相连，冲头导向也仅是通过油缸活塞完成，这种导向准确度非常有限，通常，在运动过程中冲头每冲与中心轴的偏离度可达0.1mm/100mm行程。这种偏离度导致模架容差无法为0.01mm，而这0.01mm的容差恰好是将稀土粉末压成有足够机械强度生坯以进行进一步加工所需要的容差。
传统压机的另一个严重技术局限性是对液压油缸的速度和位置控制。液压缸的位置控制精确度、运动速度控制精确度以及机械牵引系统与液压技术都无法满足严格的要求，以致无法使磁体坯件具有足够的生坯密度(即：Nd-Fe-B的密度达到4.5g/cm3，SmCo5的密度达到5.2g/cm3)。而且，也不能保证生产出的磁体生坯没有裂纹。现有技术中也有使用通过限位开关和手动可调节流阀实现对油缸的速度和位置控制的，这种设计使用时只能通过手动重力式模腔装料使压坯的重量保持一致，可以达到的重复位置准确度范围为+-1mm。但是这种技术在采用经济的容量式模腔装料的压机中不可能实现。
第一次压制后产生的坯件问题可以通过第二次压制进行修复，密度也会通过第二次压制增加。标准的第二次压制技术是通常为2000bar的油压下的“冷等静压成型(简称CIP)”。第二次压制后，磁体生坯的平均密度通常可达到4.6g/cm3，以备烧结之用。
然后，为了避免坯件被油污染，坯件在进行CIP压制之前，必须用塑料薄膜双真空包装磁体坯件。CIP压制之后，必须将磁体坯件从被油覆盖的塑料薄膜里取出，并手动装入烧结箱。这个操作需要特别小心，以避免磁体坯件被空气或油污染。
磁体坯件越大则包装成本越低，随着磁体坯件重量的增大，第二次压制(即CIP过程)对总压制成本的影响越小，尤其是当坯件烧结后，无需切片获得更小坯件的情况下，压制成本会更低。
然而目前只有几克重的片状和环形磁体成了磁体市场上的主导产品，厚度不超过5mm的磁体约占售出稀土磁体的90％。当磁体为片状，与磁性取向垂直的尺寸远远大于平行尺寸时，磁能才能得到最好利用。例如，径高比接近10/1的圆柱体薄片磁体。
片状磁体，尤其是环形坯件很难包装并进行等压压制。前述的工艺不能把磁体坯件直接压成接近最终所需的形状和尺寸，而是需要把烧结的磁体块进行切片以获得用户所需的片状磁体。
前述压机利用压制工艺压制磁体块成本较低，但是由于片状磁体的切片成本高、产量低这些因素的影响，导致使用压制、切片两步法制作片状磁体需要投入的人力、材料和能源成本高，该制备过程并不经济，。
总前所述，现有压机技术的主要缺点如下：
(1)第一步压制后磁体压坯的机械性能较差，不能立即进行烧结，还需要冷等静压设备进行第二次压制。
(2)自动化程度低导致劳动力成本高。
(3)第二步冷等静压技术压制不仅增加了压制成本、生产时间，还增大了与空气、油和其它消耗品污染的风险。
(4)由于CIP之前需要包装，导致不可能采用近终形压制技术。而且磁体块在磨削和切片过程中会产生很多碎片废料，相应会降低总原料产量。
通常稀土粉末压制是一个直接过程，没有挑战性问题。然而，由于稀土粉末的低粒度、个别粉末颗粒的磁特性以及稀土材料对氧的高亲和力，导致稀土粉末的流动特性差，使之不易压制。磁体生产商都面临一个难题，即如何将粉末均匀注入模具中，压制成密度均匀的生坯，且无裂纹、无其它机械问题。
此外，现有的压机设备在每个压制循环中，即使压紧力低至10kN/cm2，冷却稀土磁体粉末在模具内进行压制时，需要使用润滑液润滑模具的模腔内壁。常采用的润滑技术有两种，通过下冲头组件提供润滑液或者通过喷射技术提供润滑液。采用喷射技术进行润滑的过程是下冲头进入模具的充填位置，然后喷头会通电润滑模具的模腔壁，但是这种技术很难均匀的润滑模腔壁，尤其是在磁体粉末填充高度较高时，润滑情况更不容乐观。另外，不同横切面积的模腔需要配合使用不同的喷头。喷头喷射的润滑液一部分会留在空气中，可能变成易燃气体混合物。打开密封罩前门时很容易引起压机内起火。越需要关于近终形(NNS)压制，压制循环率越高，则更加需要严肃考虑这个问题。
授权公告号为CN101486096B(申请号为200910004799.0)的中国发明专利《稀土磁粉粉末自动成型油压机》，其中公开的一体化加工装备即用于永磁体的压制生产。该稀土磁粉粉末自动成型油压机配备高精度机械构架和模架，通过液压油缸活塞精确导向。压机的液压系统采用功率控制的供油装置、比例/伺服液压技术以及线性编码器系统。这个系统能够很好地控制主副轴的位置和速度。每个压制循环中，解码器会在压制和释压时针对油缸运动的闭环控制和压力控制反馈信号。通过PLC控制系统，油缸的位置控制精确度高于0.02mm。这种压机生产的坯件无裂纹，在烧结之前也无需进行第二次CIP压制。这种压机一次性压成无裂纹磁体的技术已经相当完善。制成的生坯密度可达4.5-4.7g/cm3，磁体重量范围在几克至1千克以上。如此能够克服传统压力的缺点。
如上所述，这种压机的主要优势在于高精度位置控制、无需CIP过程。然而，在生产大块状磁体方面，这种压机对许多磁体生产商来说不够吸引力。通过避免第二次CIP压制所节省的成本并不能弥补因尖端压机构架及高科技液压技术成本所导致的更高投入。详细的参数设置和PLC监控系统也不利于这种压机的广泛推广应用。只有通过减小设备的整体尺寸、更好地利用能源供应、减少所需投资以及简易的操作和控制系统，这些压机才能在经济效益和技术方面越来越具有吸引力。此外，这种压机的润滑系统设计复杂，成本昂贵，系统压力、润滑液流速和定时等操作参数设置非常困难，操作一致性不尽人意。
由此可见，稀土磁体工业中使用的现代高科技压机的基本设计不仅能够满足稀土粉末的要求，而且能够满足各种尺寸、不同材料的要求。但是，压机应用的灵活性明显使得设备设计相当复杂。另一方面，由于基本物理原理，永磁体的形状始终非常简单。大多数案例中，压制高度仅为数毫米，压制过程中下油缸的运动很简短。通常，液压油缸的尺寸、重量和能耗都被高估了。
综上所述，要开发设计新颖的压机，更好地满足稀土磁体生产的特殊需求，则必须解决一些主要问题：
(1)当前的模架系统可以使压机适用于不同的磁场取向。然而，长期的经验表明，磁体生产商极少操作有不同取向系统选择的压机。磁体生产商更愿意选用专用压机，而不是多功能压机。专用功能使得模架系统和冲头导向系统都得以简化。操作不够灵活的损失最终通过低投入、低操作成本和低能耗得到弥补。
(2)稀土永磁粉末的流变特性，尤其是严重的流动性是影响生产近终形坯件的关键难题。正因为这些特性，导致近终形压制无法生产出一些高科技产品所需的重要磁体,如音圈系统磁体、弧形第一电机磁体、磁取向为轴向或辐射方向的薄壁环形磁体。目前使用的容量和重力技术不适用于自动化、经济化操作。新颖的设计需要更好的方案来替代昂贵的切片和镗削解决方案。
(3)一般来说，当前使用的所有压机在压坯尺寸与压机设备重量和整体尺寸方面都极不匹配。例如，总体高度约为3米、重达数吨的压机被用来压制通常厚度为5-20mm、重量为5-100克的薄片磁体。改善这种不匹配的方法是简化压机构架、导向系统和液压供应系统。另一种更好更经济的方案是用电伺服和步进驱动替代液压或气动驱动。这些驱动同样有利于提高效率、降低能耗、方便维护和精确控制。
(4)为了达到最佳使用效果，高科技压机必须配备高效控制系统。参数由技术熟练的人员进行设置。为了让设备的控制系统更加智能，从而给操作人员提供支持，进一步开发更好的高科技压机是一大挑战。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够有效减小压机整体体积的钕铁硼粉末成型压机。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够直接完成环状磁体压坯近终形压制的钕铁硼粉末成型压机。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种钕铁硼粉末成型压机，包括
机架；
上冲组件，安装在所述机架的上部；以及
下冲组件，安装在所述机架的下部，所述下冲组件能与所述上冲组件配合压制磁体压坯；
其特征在于：所述上冲组件包括
上压板，固定安装在所述机架的上部；
主液压缸，包括安装在上压板上的缸体和能上下活动的设置在所述缸体内的活塞，所述活塞的下端部开设有一向下开口的容置腔，所述容置腔构成释压缸体；
释压活塞，能上下活动的设置在所述释压缸体内，所述释压活塞和所述释压缸体构成释压油缸；以及
上冲头，与所述释压活塞的下端相连接。
为了方便带动上冲头动作，并且能够有效保证上冲头的导向准确度，所述上冲组件还包括
导向柱，为多个且平行安装在所述上压板上；以及
上导向板，能上下活动的安装在各导向柱上，所述上导向板连接在所述释压活塞的下端，所述上冲头连接在所述上导向板的下端面上。
牢固地，所述上导向板通过第一连接组件连接在所述释压活塞的下端，所述上冲头通过第二连接组件连接在所述上导向板的下端面上；
所述第一连接组件包括固定安装在所述释压活塞下端面上的第一连接板以及固定安装在所述上导向板上的第一固定板，所述第一固定板包括第一横向部以及自第一横向部边沿向下延伸的第一纵向部，所述第一横向部上开设有能够供主液压缸的活塞通过的第一开孔，所述第一横向部的内壁压紧在所述第一连接板的上端面上，所述第一纵向部的内壁贴紧在所述第一连接板的外侧壁上；
所述上冲头的上端径向向外凸设有凸台；
所述第二连接组件包括固定安装在所述上导向板下端面上的第二连接板以及固定安装在所述第二连接板上的第二固定板，所述第二固定板包括第二横向部以及自第二横向部边沿向下延伸的第二纵向部，所述第二横向部上开设有能够供所述上冲头通过的第二开孔，所述第二横向部的内壁压紧在所述凸台的上端面上，所述第二纵向部的内壁贴紧在所述凸台的外侧壁上。
为了准确直接的测量上冲头的工作压力，避免主液压缸内压力损耗的影响，所述第一连接板上对应于所述主液压缸的受力面上安装有测压元件。
可选择地，所述下冲组件包括
下压板，安装在所述机架的下部；
支撑台，支撑安装在所述下压板上，各导向柱分别连接在上压板和支撑柱之间；
下导向板，具有导磁性，位于所述支撑台和上导向板之间，所述下导向板能上下活动的安装在各导向柱上；
模具，安装在所述下导向板上且能供所述上冲头伸入至模具的模腔内；
下冲头，具有导磁性，对应于所述模具的模腔固定安装在所述支撑台上，并且所述下冲头的上端伸入在所述模具的模腔内；
磁取向线圈，围绕设置在所述模具外；以及
驱动器，设置在下压板上且与所述下导向板传动连接；
所述上冲头、各导向柱和上导向板均具有导磁性。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：所述下冲组件包括一中芯杆，所述上冲头和下冲头中空设置，所述中芯杆能够上下移动，从而穿过下冲头和所述模具的模腔中心伸入至上冲头内。
可选择地，所述下冲组件包括
下压板，安装在所述机架的下部，各导向柱的下端支撑连接在所述下压板上；
支撑台，支撑安装在所述下压板上且位于所述下压板的上方；
模具，安装在所述支撑台上；
下导向板，具有导磁性且位于所述支撑台和下压板之间，所述下导向板能上下移动的安装在各导向柱上；
下冲头，安装在所述下导向板的上端面上，所述下冲头具有导磁性且中空设置；
中芯杆，具有导磁性且能沿模具的中心沿轴向上下移动，所述中芯杆分别自所述下导向板和下冲头内穿过并通至所述模具内；
导磁板，设置在所述支撑台上且与各导向柱相连接，所述导磁板围绕设置在所述模具外；
上线圈，围绕设置在所述上冲头外；
下线圈，围绕设置在所述下冲头外且与所述上线圈的极性相反；
驱动器，设置在下压板上且与所述下导向板传动连接；
所述上冲头、各导向柱和上导向板均具有导磁性；
所述上冲头中空设置，所述中芯杆能够伸入至上冲头内并能与上导向板磁导通。
为了进一步减小钕铁硼粉末成型压机的整体尺寸，实现对主轴高精度和低能耗驱动控制，所述驱动器包括
主轴，能上下活动的设置在所述下压板内，所述主轴上套设有一传动齿轮，所述传动齿轮内嵌于所述下压板内；
第一电机，所述第一电机的输出轴连接在所述下压板内，所述第一电机的输出轴上套设有一驱动齿轮，所述驱动齿轮内嵌在所述下压板内且与所述传动齿轮相啮合；
传动板，连接在所述主轴的顶部并与所述主轴同步联动,所述中芯杆连接在所述传动板上；以及
传动杆，连接在所述传动板和下导向板之间。
为了方便独立驱动中芯杆，所述驱动器还包括安装在所述传动板上的第二电机，所述第二电机的输出轴与所述中芯杆的下端相连接。
为了实现对模具内壁的均匀润滑，避免利用喷射技术喷射润滑液带来的弊端，所述模具、下导向板、下冲头围设形成一用于润滑模具内侧壁的润滑腔；或者所述模具、支撑台、下冲头围设形成一用于润滑模具内侧壁的润滑腔；
所述下冲组件还包括一与所述润滑腔相连通的润滑组件；
所述润滑组件包括
供液通道；
补液阀，连接在供液通道的出口端；
第一油缸，入口与所述供液通道的出口相连通；
第二油缸，设置在所述第一油缸的下方并且安装在所述下导向板的上方，所述第二油缸的入口通过连通通道与所述第一油缸的出口相连通，所述第二油缸的出口通过输送通道与所述润滑腔相连通，所述第二油缸的入口端还连接有通气通道；
电磁阀，设置在所述连通通道上；
开关阀，设置在所述输送通道上且靠近所述第二油缸的输出端设置；
过滤器，设置在所述输送通道上且靠近润滑腔设置；
单向节流阀，设置在所述输送通道上且位于所述开关阀和所述过滤器之间；
压力传感器，信号输入端连接在所述输送通道上且位于所述第二油缸和开关阀之间，并且压力传感器的信号输出端与电磁阀相连接；
排气阀，连接在所述通气通道上；以及
空气干燥器，连接在所述通气通道上且位于所述排气阀和所述第二油缸之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该钕铁硼粉末成型压机在主液压缸的活塞内部内嵌设置释压缸，该结构简单巧妙，该钕铁硼粉末成型压机的整体尺寸大大减小，提高了压机设备重量和整体尺寸分别与压坯尺寸的匹配性，在保证生产效率的前提下有效降低了能耗。如此该结构的钕铁硼粉末成型压机能够满足磁体生产商使用专用压机的需求，相较于多功能压机，该钕铁硼粉末成型压机的投入成本低，操作简单，为简化冲头的导向系统也提供了可能，进而能够降低冲头的导向偏离误差。
附图说明
图1为本发明实施例一中钕铁硼粉末成型压机的剖视图。
图2为本发明实施例一中下冲组件的结构图。
图3为本发明实施例一中上冲组件的结构图。
图4为本发明实施例二中钕铁硼粉末成型压机的结构示意图。
图5为本发明实施例一中润滑组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的钕铁硼粉末成型压机，包括用于将钕铁硼粉末压制成磁体压坯的成型压制机构以及向成型压制机构进行钕铁硼粉末喂料操作的喂料机构，在使用时，成型压制机构、喂料机构可以采用电机作为驱动，并且成型压制机构、喂料机构均在PLC控制系统的控制下进行工作，控制精确且操作简单，方便操作人员快速掌握操作技巧。
其中成型压制机构即包括机架1、上冲组件和下冲组件。
上冲组件安装在机架1的上部，下冲组件安装在机架1的下部并且位于上冲组件的下方，下冲组件能和上冲组件配合工作，从而能够完成磁体压坯的压制工作。
实施例一
如图1～图3所示，本实施例中的上冲组件包括上压板21、主液压缸22、释压活塞232、上冲头20、导向柱24、上导向板25。
其中，上压板21固定安装在机架1的顶部，主液压缸22则嵌设固定在上压板21的中心。该主液压缸22包括有缸体221和活塞222，活塞222在液压油的驱动下能够在主液压缸22的缸体221内上下移动。
其中主液压缸22活塞222的下端部开设有一向下开口的容置腔，该容置腔则形成一释压缸体231，释压活塞232则安装在该释压缸体231内，从而与释压缸体231共同构成释压油缸23。在释压缸体231在液压油路的控制下，释压活塞232在释压缸体231内上下运动。
本实施例中的导向柱24包括有4根且由导磁性材料制成，该4根导向柱24则平行安装在上压板21上。各导向柱24穿安装在上导向板25中，并且上导向板25的上端面与释压活塞232的下端通过第一连接组件26相连接，本实施例中的上导向板25也由导磁材料制成。第一连接组件26包括第一连接板261和第一固定板262。第一连接板261通过在中心钉设螺钉以固定安装到释压活塞232下端面的中心，第一固定板262则通过螺钉固定安装在上导向板25上。本实施例中的第一固定板262包括第一横向部以及自第一横向部边沿向下延伸的第一纵向部，第一横向部上开设有能够供主液压缸22的活塞222通过的第一开孔，第一横向部的内壁压紧在第一连接板261的上端面上，第一纵向部的内壁贴紧在第一连接板261的外侧壁上，螺钉则同时穿过第一固定板262的横向部和纵向部将第一固定板262固定连接到上导向板25上。如此在第一固定板262对第一连接板261的紧扣作用下，能够将上导向板25和释压活塞232牢固的连接在一起，并且该第一连接组件26使得释压活塞232和上导向板25的受力均衡，不会影响释压活塞232的导向。在释压活塞232的驱动下，上导向板25沿导向柱24上下移动。
本实施例中上冲头20由导磁材料制成，相应的具有导磁性。为了方便上冲头20在上导向板25上的安装。上冲头20的上端径向向外凸设有凸台201。上冲头20则通过第二连接组件27固定连接在上导向板25的下端面上，并随着上导向板25的运动而上下运动。本实施例中的第二连接组件27包括第二连接板271和第二固定板272。其中第二连接板271通过在中心钉设螺钉以固定安装在上导向板25下端面的中心，第二固定板272则通过螺钉固定安装在第二连接板271上。本实施例中的第二固定板272包括第二横向部以及自第二横向部边沿向下延伸的第二纵向部。第二横向部上开设有能够供上冲头20通过的第二开孔，第二横向部的内壁压紧在凸台201的上端面上，第二纵向部的内壁贴紧在凸台201的外侧壁上。螺钉同时穿过第二固定板272的第二横向和第二纵向部，从而将第二固定板272固定安装在第二连接板271上。如此在第二固定板272对上冲头20上的凸台201的紧扣作用下，能够将上冲头20牢固的连接在上导向板25上。
第一连接板261上对应于主液压缸22的受力面上安装有测压元件(图中未示出)，该测压元件可以选用现有技术中的测压元件。如此该测压元件可以直接测量磁体压坯的压制过程中，由于该测压元件对压力的测量不受主液压缸22压力损耗的影响，对上冲头20压力的测量更加准确。
本实施例中的下冲组件包括下压板31、支撑台32、下导向板33、模具34、下冲头30、中芯杆36、磁取向线圈35、驱动器和润滑组件。其中下导向板33、下冲头30均由导磁性材料制成，相应的具有导磁性。
其中下压板31固定安装在机架1的下部。支撑台32则通过支撑柱支撑在下压板31上，即支撑台32位于下压板31的上方。
各导向柱24分别连接在上压板21和支撑柱之间。下导向板33安装在各导向柱24上，并且该下导向板33位于支撑台32和上导向板25之间。驱动器设置在下压板31上且与下导向板33传动连接，故在驱动器的驱动下，下导向板33能够沿导向柱24轴向上下移动。如此可见，导向柱24可以同时为上导向板25和下导向板33提供运动导向，即相应的为上冲头20和下冲头30的工作同时提供导向。该导向柱24不仅使得结构更加简单，使得导向的准确度更高，满足了将粉末压成有足够机械强度生坯以进行进一步加工所需要的容差。
本实施例中的驱动器包括主轴310、第一电机311、传动板314、传动杆315。主轴310能上下活动的设置在下压板31内，该主轴310上套设有一传动齿轮313，传动齿轮313内嵌于下压板31内。第一电机311的输出轴连接在下压板31内，第一电机311的输出轴上套设有一驱动齿轮312，驱动齿轮312内嵌在下压板31内且与传动齿轮313相啮合。传动板314连接在主轴310的顶部并位于下压板31和支撑台32之间。传动杆315则连接在传动板314和下导向板33之间。在工作室，第一电机311工作，从而驱动齿轮312进行转动，进而带动传动齿轮313进行转动，从而驱动主轴310上下移动，在主轴310的动作过程中，传动板314和传动杆315均随着主轴310的上下运动而同步运动，进而实现对下导向板33的上下驱动。
模具34安装在下导向板33的中心且能供上冲头20恰好伸入至模具34的模腔内。磁取向线圈35则围绕设置在所述模具34外。下冲头30对应于模具34的模腔固定安装在支撑台32上，并且下冲头30的上端部分伸入在模具34的模腔内。磁取向线圈35则围绕设置在模具34外。
本实施例中的上冲头20和下冲头30中空设置。
中芯杆36由导磁材料制成，相应的具有磁性。中芯杆36连接在传动板314的上端面上，传动板314的上端面上还安装有第二电机316，该第二电机316的输出轴与中芯杆36的下端相连接，在使用时，该第二电机316可以独立工作以驱动该中芯杆36，从而穿过下冲头30并伸入至模具34的模腔中心上下移动，进而还能伸入至上冲头20内。如此在模具34内能够实现环形磁体压坯的近终形压制。
如图5所示，本实施例中模具34、下导向板33、下冲头30围设形成一用于润滑模具34内侧壁的润滑腔4。润滑组件与该润滑腔4相联通，以实现对模具34的模腔内壁进行润滑，以使得模具34的模腔内壁得到均匀的润滑。
该润滑组件包括以下组成：
供液通道41，其入口与外界的润滑液供应箱相联通，以保证润滑液自供液通道41实现供给；
补液阀42，连接在供液通道41的出口端，开启补液阀42，则供液通道41内润滑液可以自供液通道41流向后路径中连接的第一油缸43；
第一油缸43，其入口即与前述的供液通道41的出口相连通；
第二油缸44，设置在第一油缸43的下方并且安装在下导向板33的上方，该第二油缸44的入口通过连通通道45与第一油缸43的出口相连通，第二油缸44的出口通过输送通道46与润滑腔4相连通，第二油缸44的入口端还连接有通气通道47；
电磁阀48，设置在连通通道45上，开启电磁阀48，则第一油缸43中的润滑液则可通过重力的作用流入至第二有缸内，关闭电磁阀48则第一油缸43和第二油缸44不再连通，第一油缸43中的润滑液停止对第二油缸44的补给；
开关阀49，设置在输送通道46上且靠近第二油缸44的输出端设置，开启开关阀49，则第二油缸44中的润滑液通过重力作用进入到输送通道46中，进而流至润滑腔4中，实现对润滑腔4中润滑液的补给；
过滤器410，同样设置在输送通道46上且靠近润滑腔4设置，该过滤器410能够过滤润滑器也中的水汽、杂质等，保证供给至润滑腔4中润滑液的良好品质；
单向节流阀411，设置在输送通道46上且位于开关阀49和所述过滤器410之间，该单向节流阀411可以避免润滑腔4中润滑液发生倒流的情况，还可以实现对润滑腔4填充速度的控制；
压力传感器412的信号输入端连接在输送通道46上且位于第二油缸44和开关阀49之间，并且压力传感器412的信号输出端与电磁阀48相连接，在工作过程中，该压力传感器412可以检测第二油缸44中润滑液的压力，根据测量的压力值判断第二油缸44中润滑液的液面高度，进而控制电磁阀48的开启和关闭，从而实现连通通道45的导通和关闭；
排气阀413连接在通气通道47上，用于保证润滑液在连通通道45内顺利流动；
空气干燥器414，连接在通气通道47上且位于排气阀413和第二油缸44之间，该空气干燥器414能够去除连通通道45内流动的润滑液中的水汽，保证流入到第二油缸44内润滑液的品质，从而能够实现对模具34内壁的良好润滑。
该润滑组件的工作过程为：当第一油缸43内需要补充润滑液时，可以手动开启补液阀42，使得润滑液自供液通道41内流入到第一油缸43内，第一油缸43内的润滑液达到需要量后，则关闭补液阀42，停止对第一油缸43的润滑器供给。
在钕铁硼粉末成型压机不工作时，开关阀49处于关闭状态。而在钕铁硼粉末成型压机工作在压制循环的压制和注料阶段时，则钕铁硼粉末成型压机会通过PLC控制器控制开启开关阀49，在重力的作用下，第二油缸44中的润滑液通过输送通道46向润滑腔4中流去，通过对单向节流阀411控制润滑液填充润滑腔4的填充速度。流入到润滑腔4内的润滑液在下冲头30的上下运动过程中，能够进入下冲头30和模具34的模腔内壁之间的间隙，从而实现对模腔内壁实现均匀的润滑。当压力传感器412检测到第二油缸44中的润滑液压力较低时，即第二油缸44中润滑液的液面高度下降到设定高度后，则压力传感器412控制电磁阀48开启，从而在重力的作用下，第一油缸43中的润滑液流入到第二油缸44中。该润滑组件充分利用了重力作用，减小了润滑组件工作过程中的能耗，同时也大大简化了润滑组件的构成。该润滑组件能够使得钕铁硼粉末成型压机以最大速度运转，在控制润滑时间和强度方面具有恒定安全的润滑条件，工作可靠，对模具34的模腔内壁能够实现均匀润滑。
钕铁硼粉末成型压机的使用过程为：在导向柱24的导向作用下，下导向板33带动下冲头30向上运动，使得下冲头30的上端部分伸入在模具34的模腔内，然后通过喂料机构在模具34内填充钕铁硼粉末，然后上导向板25带动上冲头20向下运动，上冲头20的下端部分伸入至模具34内填充的钕铁硼粉末的上端并向下压制钕铁硼粉末。在钕铁硼粉末的压制过程中，磁取向线圈35也通电工作，通过上冲头20和下冲头30导磁作用，中芯杆36与下导向板33、导向柱24、上导向板25形成闭合的充磁回路，如此实现对由钕铁硼粉末压制的磁体压坯形成了轴取向的磁取向场，从而对磁体压坯进行充磁，使得获取的磁体压坯具有轴取向上磁场。
实施例二
如图4所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：模具34、支撑台32、下冲头30围设形成一用于润滑模具34内侧壁的润滑腔4。润滑组件的工作原理同实施例一。
另外，本实施例中各导向柱24连接在上压板21和下压板31之间。支撑台32则位于下压板31的上方，并且模具34安装在支撑台32上。而下导向板33则位于支撑台32和下压板31之间。本实施例中，还在支撑台32上设置有一导磁板37，在上冲头20外围绕设置上线圈38，在下冲头30外围绕设置下线圈39，上线圈38和下线圈39的通电极性相反。导磁板37围绕设置在模具34外，该导向板还与各导向柱24相连接，中芯杆36能够伸入至上冲头20内并能与上导向板25磁导通。
本实施例中的钕铁硼粉末成型压机在压制环形磁体压坯的工作过程中，上冲头20和下冲头30在模具34内合模压制模具34内填充的钕铁硼粉末，中芯杆36向上移动至与导磁板37上相接以实现与导磁板37磁导通。同时，在钕铁硼粉末压制成磁体压坯的工作过程中，上线圈38和下线圈39也通电工作，并且通电极性相反。上导向板25、上冲头20、下导向板33、下冲头30、中芯杆36、导磁板37形成的导磁通路被激活，从而形成如图4中箭头指示的导磁通路。由图4可见，上线圈38感应形成的磁场在中芯杆36的上部生成自上而下的磁通，并以中芯杆36为中心向外分别经过导磁板37、导向柱24的上部、上导向板25和导磁板37形成导磁回路。下线圈39感应形成的磁场在中芯杆36的下部生成自下而上的磁通，并以中芯杆36为中心向外分别经过导磁板37、导向柱24的下部、下导向板33形成导磁回路。由于导磁板37围绕设置在模具34外，在环形磁体压坯的压制过程中，形成有以中芯杆36为中心、向外呈辐射状的磁取向场，以对环状的磁体压坯进行均匀的充磁。

Claims (6)

1.一种钕铁硼粉末成型压机，包括
机架(1)；
上冲组件，安装在所述机架(1)的上部；以及
下冲组件，安装在所述机架(1)的下部，所述下冲组件能与所述上冲组件配合压制磁体压坯；
其特征在于：所述上冲组件包括
上压板(21)，固定安装在所述机架(1)的上部；
主液压缸(22)，包括安装在上压板(21)上的缸体(221)和能上下活动的设置在所述缸体(221)内的活塞(222)，所述活塞(222)的下端部开设有一向下开口的容置腔，所述容置腔构成释压缸体(231)；
释压活塞(232)，能上下活动的设置在所述释压缸体(231)内，所述释压活塞(232)和所述释压缸体(231)构成释压油缸(23)；
上冲头(20)，与所述释压活塞(232)的下端相连接；
导向柱(24)，为多个且平行安装在所述上压板(21)上；以及
上导向板(25)，能上下活动的安装在各导向柱(24)上，所述上导向板(25)连接在所述释压活塞(232)的下端，所述上冲头(20)连接在所述上导向板(25)的下端面上；
所述下冲组件包括：
下压板(31)，安装在所述机架(1)的下部；
支撑台(32)，支撑安装在所述下压板(31)上，各导向柱(24)分别连接在上压板(21)和支撑柱之间；
下导向板(33)，具有导磁性，位于所述支撑台(32)和上导向板(25)之间，所述下导向板(33)能上下活动的安装在各导向柱(24)上；
模具(34)，安装在所述下导向板(33)上且能供所述上冲头(20)伸入至模具(34)的模腔内；
下冲头(30)，具有导磁性，对应于所述模具(34)的模腔固定安装在所述支撑台(32)上，并且所述下冲头(30)的上端伸入在所述模具(34)的模腔内；
磁取向线圈(35)，围绕设置在所述模具(34)外；以及
驱动器，设置在下压板(31)上且与所述下导向板(33)传动连接；
所述上冲头(20)、各导向柱(24)和上导向板(25)均具有导磁性；
中芯杆(36)，具有导 磁性，所述上冲头(20)和下冲头(30)中空设置，所述中芯杆(36)能够上下移动，从而穿过下冲头(30)和所述模具(34)的模腔中心伸入至上冲头(20)内；
或者
所述下冲组件包括：
下压板(31)，安装在所述机架(1)的下部，各导向柱(24)的下端支撑连接在所述下压板(31)上；
支撑台(32)，支撑安装在所述下压板(31)上且位于所述下压板(31)的上方；
模具(34)，安装在所述支撑台(32)上；
下导向板(33)，具有导磁性且位于所述支撑台(32)和下压板(31)之间，所述下导向板(33)能上下移动的安装在各导向柱(24)上；
下冲头(30)，安装在所述下导向板(33)的上端面上，所述下冲头(30)具有导磁性且中空设置；
中芯杆(36)，具有导磁性且能沿模具(34)的中心沿轴向上下移动，所述中芯杆(36)分别自所述下导向板(33)和下冲头(30)内穿过并通至所述模具(34)内；
导磁板(37)，设置在所述支撑台(32)上且与各导向柱(24)相连接，所述导磁板(37)围绕设置在所述模具(34)外；
上线圈(38)，围绕设置在所述上冲头(20)外；
下线圈(39)，围绕设置在所述下冲头(30)外且与所述上线圈(38)的极性相反；
驱动器，设置在下压板(31)上且与所述下导向板(33)传动连接；
所述上冲头(20)、各导向柱(24)和上导向板(25)均具有导磁性；
所述上冲头(20)中空设置，所述中芯杆(36)能够伸入至上冲头(20)内并能与上导向板(25)磁导通。
2.根据权利要求1所述的钕铁硼粉末成型压机，其特征在于：所述上导向板(25)通过第一连接组件(26)连接在所述释压活塞(232)的下端，所述上冲头(20)通过第二连接组件(27)连接在所述上导向板(25)的下端面上；
所述第一连接组件(26)包括固定安装在所述释压活塞(232)下端面上的第一连接板(261)以及固定安装在所述上导向板(25)上的第一固定板(262)，所述第一固定板(262)包括第一横向部以及自第一横向部边沿向下延伸的第一纵向部，所述第一横向部上开设有能够供主液压缸(22)的活塞(222)通过的第一开孔，所述第一横向部的内壁压紧在所述第一连接板(261)的上端面上，所述第一纵向部的内壁贴紧在所述第一连接板(261)的外侧壁上；
所述上冲头(20)的上端径向向外凸设有凸台(201)；
所述第二连接组件(27)包括固定安装在所述上导向板(25)下端面上的第二连接板(271)以及固定安装在所述第二连接板(271)上的第二固定板(272)，所述第二固定板(272)包括第二横向部以及自第二横向部边沿向下延伸的第二纵向部，所述第二横向部上开设有能够供所述上冲头(20)通过的第二开孔，所述第二横向部的内壁压紧在所述凸台(201) 的上端面上，所述第二纵向部的内壁贴紧在所述凸台(201)的外侧壁上。
3.根据权利要求2所述的钕铁硼粉末成型压机，其特征在于：所述第一连接板(261)上对应于所述主液压缸(22)的受力面上安装有测压元件。
4.根据权利要求1所述的钕铁硼粉末成型压机，其特征在于：所述驱动器包括
主轴(310)，能上下活动的设置在所述下压板(31)内，所述主轴(310)上套设有一传动齿轮(313)，所述传动齿轮(313)内嵌于所述下压板(31)内；
第一电机(311)，所述第一电机(311)的输出轴连接在所述下压板(31)内，所述第一电机(311)的输出轴上套设有一驱动齿轮(312)，所述驱动齿轮(312)内嵌在所述下压板(31)内且与所述传动齿轮(313)相啮合；
传动板(314)，连接在所述主轴(310)的顶部并与所述主轴(310)同步联动,所述中芯杆(36)连接在所述传动板(314)上；以及
传动杆(315)，连接在所述传动板(314)和下导向板(33)之间。
5.根据权利要求4所述的钕铁硼粉末成型压机，其特征在于：所述驱动器包括安装在所述传动板(314)上的第二电机(316)，所述第二电机(316)的输出轴与所述中芯杆(36)的下端相连接。
6.根据权利要求1所述的钕铁硼粉末成型压机，其特征在于：所述模具(34)、下导向板(33)、下冲头(30)围设形成一用于润滑模具(34)内侧壁的润滑腔(4)；或者所述模具(34)、支撑台(32)、下冲头(30)围设形成一用于润滑模具(34)内侧壁的润滑腔(4)；
所述下冲组件还包括一与所述润滑腔(4)相连通的润滑组件；
所述润滑组件包括
供液通道(41)；
补液阀(42)，连接在供液通道(41)的出口端；
第一油缸(43)，入口与所述供液通道(41)的出口相连通；
第二油缸(44)，设置在所述第一油缸(43)的下方并且安装在所述下导向板(33)的上方，所述第二油缸(44)的入口通过连通通道(45)与所述第一油缸(43)的出口相连通，所述第二油缸(44)的出口通过输送通道(46)与所述润滑腔(4)相连通，所述第二油缸(44)的入口端还连接有通气通道(47)；
电磁阀(48)，设置在所述连通通道(45)上；
开关阀(49)，设置在所述输送通道(46)上且靠近所述第二油缸(44)的输出端设置；
过滤器(410)，设置在所述输送通道(46)上且靠近润滑腔(4)设置；
单向节流阀(411)，设置在所述输送通道(46)上且位于所述开关阀(49)和所述过滤器(410)之间；
压力传感器(412)，信号输入端连接在所述输送通道(46)上且位于所述第二油缸(44)和开关阀(49)之间，并且压力传感器(412)的信号输出端与电磁阀(48)相连接；
排气阀(413)，连接在所述通气通道(47)上；以及
空气干燥器(414)，连接在所述通气通道(47)上且位于所述排气阀(413)和所述第二油缸(44)之间。
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