CN106881460A - 一种磁性粉末快速均匀填充的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁性粉末快速均匀填充装置和方法，所述磁性粉末快速均匀填充装置包括送料斗、支撑架、线性移动模组和膜腔及磁场提供装置，所述送料斗包括密封端盖、充气气排、料斗固定支架、振料装置、料斗下蝶阀门和所述料斗下蝶阀门的驱动装置，所述送料斗通过所述支撑架与所述线性移动模组连接，所述支撑架与所述送料斗的连接处设置有弹性块，所述线性移动模组包括滑块、驱动装置和保护腔，所述支撑架通过螺栓与所述滑块固定连接，所述磁场提供装置由铁芯线圈组合和线圈电流调节控制电路组成。本发明主要解决了易燃磁性粉末在模腔中填充较慢且不均匀的问题，从而提高粉末成型效率，避免压制过程中由于装粉不均匀导致成型产品部分区域产生裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及磁性粉末成型压制技术，特别是一种在压制成型前将磁性粉末快速并均匀地填充到压制模腔内的方法和装置。
背景技术
磁性粉末压制成型技术中，粉末在模腔内的填充一直是压制前序工作的重点，但是填充慢及不均匀严重地影响了压制成型的效率及效果。磁性粉末一般具有流动性差、粘性大的特点，能均匀的填充在较小容积的模腔内难度较大，现行主要采用的技术是随着模腔容积的变化，送料斗层层加料的技术，该技术由于送料不能一次完成，所以完成装料的时间一般较长，而且模腔容积变化率不同时，可能引起料层的分布不均，对压制效果产生影响。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明内容目的在于提供一种磁性粉末快速均匀填充的方法和装置，主要解决磁性粉末成型技术中，粉末在压制模腔内预装时速度慢且密度和分布不均的问题，达到压制前磁性粉末在模腔内有较均匀的分布，使得减少压制成型的产品因初装粉末密度不均产生的应力集中而导致的裂纹，达到效率高而且效果好的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种磁性粉末快速均匀填充的方法和装置，所述磁性粉末快速均匀填充装置包括送料斗、支撑架、线性移动模组和膜腔及磁场提供装置。其中，送料斗包括设置于送料斗顶部的气缸驱动的自动回卷装置、设置于送料斗上部内侧的充气气排、设置于送料斗中部外侧的料斗固定支架、设置于送料斗中部下方外侧的振料装置以顺利落料、和设置于送料斗底部的料斗下蝶阀门及其驱动装置以实现料盒放料和截止；送料斗通过支撑架与线性移动模组连接；支撑架与送料斗的连接处安装有弹性块，以减缓送料斗的振动对支撑架和线性移动模组的冲击；线性移动模组包括保护腔、设置在保护腔上方的滑块、以及设置在保护腔下方的驱动装置；支撑架通过具有振动防松功能的螺栓与线性移动模组上的用于承受较大垂直方向扭矩的滑块固定连接，滑块由驱动装置驱动丝杆带动；膜腔及磁场提供装置由保护腔前方的膜腔和在膜腔两侧对称分布的铁芯线圈组合和线圈电流调节控制电路组成。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗的四周母线与竖直中心线的夹角至少小于45度。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗的内表面粗糙度小于3μm。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗上盖是气缸驱动的自动回卷装置。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗的内部上方四周设置有气孔均匀分布的所述充气气排，所述充气气排为非磁性材料制作而成的圆管，且分布于所述送料斗内部上方的四周，直径小于8mm。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗中部下方外侧的振动装置,振动工作时离心力不大于1000N，以保障装置不受过大的冲击，同时减少粉末向下流出的阻力，有利于快速装粉。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述送料斗下蝶阀门由两扇阀门组成，其旋转轴线均垂直于线圈铁芯提供的磁场方向，旋转驱动装置为安装于送料斗外部的电机或者旋转气缸，以带动与阀门连接的外部同步齿轮打开或者关闭阀门。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述弹性块为弹性模量2MPa～4MPa的橡胶块。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述支撑架为大于3mm厚的不锈钢板制成，或者同样强度的其他材料，弯折处设置有加强筋，以防止所述送料斗纵向抖动。
作为对本发明的所述快速均匀填充装置的进一步说明，优选地，所述铁芯线圈组合包括安装在垂直于送料斗运动方向且紧邻模腔外侧的一对线圈绕组和设置有对称地分布于模腔两侧的线圈铁芯，线圈铁芯垂直于送料斗的运动方向，线圈电流调节控制电路调节线圈铁芯组合的中心磁场的变化范围为0.05～0.3T，以实现对适合粉末流动的磁场控制。
本发明的另一发明目的是为了提供一种磁性粉末快速均匀填充的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：通过上一级供料装置，将等容或者等量的磁性粉末装载到送料斗中；步骤2：通过线性移动模组中的驱动装置驱动丝杆带动滑块将送料斗运送到模腔上方；步骤3：通过固定设置在料斗下蝶阀门外部的旋转气缸或者电机带动与所述料斗下蝶阀门连接的外部同步齿轮打开所述料斗下蝶阀门；步骤4：所述送料斗中的磁性粉末自然或者通过振料装置振动下落到所述模腔内；步骤5：所述模腔内的磁性粉末在膜腔及磁场提供装置提供的一定范围的磁场作用下，模腔(44)内的装有的初装磁性粉末在所述的磁场作用下，沿磁力线方向流动，使原本分布不均匀的磁性粉末在所述模腔内分布趋于均匀。
由此可见，本发明与现有的方法相比，能较快地将磁性粉末填充在模腔内，且在模腔内利用磁性粉末在外磁场的作用下沿磁力线方向流动的特点，使粉末较为均匀的分布在模腔内。
附图说明
图1为本发明磁性粉末快速均匀填充装置的结构示意图；
图2为本发明磁性粉末快速均匀填充装置的送料斗的结构示意图；
图3为本发明磁性粉末快速均匀填充方法的初装粉末示意图；
图4为本发明磁性粉末快速均匀填充方法的均匀粉末示意图。
附图标记说明如下：
送料斗1、密封端盖11、料斗固定支架12、振料装置13、料斗下蝶阀门14、充气气排15、驱动装置14’、支撑架2、线性移动模组3、滑块31、驱动装置32、保护腔33、膜腔及磁场提供装置4、线圈铁芯41、铁芯线圈组合42、线圈电流调节控制电路43、膜腔44。
具体实施方式
为了使审查员能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
请参考图1～2，图1为本发明磁性粉末快速均匀填充装置的结构示意图，图2为本发明磁性粉末快速均匀填充装置的送料斗的结构示意图。如图1～2所示，本发明公开一种磁性粉末快速均匀填充的方法，其特点是装料速度块，初装料完成后能在短时间内使磁性粉末分布趋于均匀。为了达到上述目的，本发明公开一种磁性粉末快速均匀填充的方法和装置，所述磁性粉末快速均匀填充装置包括送料斗1、支撑架2、线性移动模组3和膜腔及磁场提供装置4。其中，送料斗1包括设置于送料斗1顶部的气缸驱动的自动回卷装置11、设置于送料斗1上部内侧的充气气排15、设置于送料斗1中部外侧的料斗固定支架12，其与送料斗成一整体，四周均匀分布安装孔，用于和支撑架的连接、设置于送料斗1中部一侧的振料装置13以顺利落料、和设置于送料斗1底部的料斗下蝶阀门14及其驱动装置14’以料盒放料和截止。送料斗1通过支撑架2与线性移动模组3连接；支撑架2与送料斗1的连接处安装有弹性块，以减缓送料斗1的振动对支撑架2和线性移动模组3的冲击，优选地，送料斗和支撑架之间的连接材料采用弹性模量在2MPa～4MPa的橡胶块(弹性块)，安装简单，对送料斗动作振动的缓冲作用明显。线性移动模组3包括保护腔33、设置在保护腔33上方的滑块31、以及设置在保护腔33下方的驱动装置32；支撑架2通过具有振动放松功能的螺栓与线性移动模组3上的用于承受较大垂直方向扭矩的滑块31固定连接，滑块31由驱动装置32驱动丝杆带动。膜腔及磁场提供装置4由模腔33两侧对称分布的铁芯线圈组合42、线圈电流调节控制电路43及膜腔44组成。本发明的磁性粉末快速均匀填充装置，能够较快地将磁性粉末填充在模腔内，且在模腔内利用磁性粉末在外磁场的作用下沿磁力线方向流动的特点，使粉末较为均匀的分布在模腔内。
为了进一步提高装料速度，送料斗1的四周母线与竖直中心线的夹角至少小于45度，送料斗1的内表面粗糙度小于3μm，送料斗上盖11采用气缸驱动的自动回卷装置，这样体积小、质量轻，有利于安装和料盒振动控制。送料斗1的内部上方四周设置有气孔均匀分布的充气气排15，充气气排15为非磁性材料制作而成的圆管，且在送料斗1的内部上方四周分布，直径小于8mm；送料斗下蝶阀门14设置有两扇可垂直打开的阀门，由设置在外部的气缸或者电机旋转驱动装置14’带动，其工作打开时安装于送料斗中部下方的振动装置13同时工作，其振动离心力不得大于1000N。以保障装置不受过大的冲击，同时减少粉末向下流出的阻力，有利于快速装粉。
为了进一步防止送料斗1的纵向抖动，支撑架2为大于3mm厚的不锈钢板或者同样强度的其他材料制成，弯折处设置有加强筋。
为了进一步有利于物料的平稳运送和位置的精准控制，用于运送粉末材料的动力部件的线性移动模组3采用电机驱动丝杆并增加能承载较大纵向载荷的滑块实现。
为了进一步提高磁性粉末在模腔44中的均匀填充速率，铁芯线圈组合42包括安装在垂直于送料斗运动方向且紧邻模腔外侧的一对线圈绕组和设置有对称地分布于模腔44两侧的线圈铁芯41，线圈铁芯41垂直于送料斗1的运动方向，线圈电流调节控制电路43调节线圈铁芯组合42的中心磁场的变化范围为0.05～0.3T，以实现对适合粉末流动的磁场控制。
本发明的磁性粉末快速均匀填充装置使磁性粉末趋于均匀分布的实现过程请参考图3～4，图3为本发明磁性粉末快速均匀填充方法的初装粉末示意图，图4为本发明磁性粉末快速均匀填充方法的均匀粉末示意图。如图3～4所示，本发明通过上一级供料装置，将等容或者等量的磁性粉末装载到送料斗1中，接着，通过线性移动模组3中的驱动装置32驱动丝杆带动滑块31将送料斗1运送到模腔44上方；随后，通过固定设置在料斗下蝶阀门14外部的旋转气缸或者电机带动与料斗下蝶阀门14连接的外部同步齿轮打开料斗下蝶阀门14；之后，送料斗1中的磁性粉末自然或者通过振料装置13振动下落到模腔44内；最后，模腔44内的磁性粉末在磁场提供装置4提供的一定范围的磁场作用下，所述磁性粉末沿磁力线方向流动，使原本分布不均匀的磁性粉末在模腔33内分布趋于均匀。送料斗1在模腔33上方打开料斗下蝶阀门14后，粉末自然或者振动下落到模腔内的初始粉末，呈中间多两边少的状态；当模腔外部的线圈铁芯组合提供0.05～0.3T之间变化的磁场时，中间的粉末逐步沿磁力线方向两边运动，使粉末最终达到在模腔33中均匀分布。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种磁性粉末的快速均匀填充装置，其特征在于，所述快速均匀填充装置包括送料斗(1)、支撑架(2)、线性移动模组(3)和膜腔及磁场提供装置(4)；其中，
送料斗(1)包括设置于送料斗(1)顶部的送料斗上盖(11)、设置于送料斗(1)上部内侧的充气气排(15)、设置于送料斗(1)中部外侧的料斗固定支架(12)、设置于送料斗(1)中部下方外侧的振动装置(13)以顺利落料、和设置于送料斗(1)底部的料斗下蝶阀门(14)及其驱动装置(14’)以料盒放料和截止；
送料斗(1)通过支撑架(2)与线性移动模组(3)连接；支撑架(2)与送料斗(1)的连接处安装有弹性块，以减缓送料斗(1)的振动对支撑架(2)和线性移动模组(3)的冲击；
线性移动模组(3)包括保护腔(33)、设置在保护腔(33)上方的滑块(31)、以及设置在保护腔(33)下方的驱动装置(32)；支撑架(2)通过具有振动防松功能的螺栓与线性移动模组(3)上的用于承受较大垂直方向扭矩的滑块(31)固定连接，滑块(31)由驱动装置(32)驱动丝杆带动；
膜腔及磁场提供装置(4)由保护腔(33)前方的膜腔(44)和在膜腔两侧对称分布的铁芯线圈组合(42)和线圈电流调节控制电路(43)组成。
2.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，送料斗(1)的四周母线与竖直中心线的夹角至少小于45度。
3.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，送料斗(1)的内表面粗糙度小于3μm，送料斗上盖(11)是气缸驱动的自动回卷装置。
4.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，送料斗(1)的内部上方四周设置有气孔均匀分布的充气气排(15)，充气气排(15)为非磁性材料制成的圆管，且在送料斗(1)内部上方四周分布，直径小于8mm。
5.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，送料斗(1)中部下方外侧的振动装置(13),振动工作时离心力不大于1000N，以保障装置不受过大的冲击，同时减少粉末向下流出的阻力，有利于快速装粉。
6.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，送料斗下蝶阀门(14)由两扇阀门组成，其旋转轴线均垂直于线圈铁芯提供的磁场方向，旋转驱动装置(14’)为安装于送料斗(1)外部的电机或者旋转气缸，以带动与阀门(14)连接的外部同步齿轮打开或者关闭阀门。
7.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，所述弹性块为弹性模量2MPa～4MPa的橡胶块。
8.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，支撑架(2)为大于3mm厚的不锈钢板制成，弯折处设置有加强筋，以防止送料斗(1)纵向抖动。
9.根据权利要求1所述的快速均匀填充装置，其特征在于，铁芯线圈组合(42)包括安装在垂直于送料斗运动方向且紧邻模腔(44)外侧的一对线圈绕组和设置有对称地分布于模腔(44)两侧的线圈铁芯(41)，线圈铁芯(41)垂直于送料斗(1)的运动方向，线圈电流调节控制电路(43)调节线圈铁芯组合(42)的中心磁场的变化范围为0.05～0.3T，以实现对适合粉末流动的磁场控制。
10.一种磁性粉末快速均匀填充的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：通过上一级供料装置，将等容或者等量的磁性粉末装载到送料斗(1)中；
步骤2：通过线性移动模组(3)中的驱动装置(32)驱动丝杆带动滑块(31)将送料斗(1)运送到模腔(44)上方；
步骤3：通过固定设置在料斗下蝶阀门(14)外部的旋转气缸或者电机带动与料斗下蝶阀门(14)连接的外部同步齿轮打开料斗下蝶阀门(14)；
步骤4：送料斗(1)中的磁性粉末自然或者通过振料装置(13)振动下落到模腔(44)内；
步骤5：膜腔及磁场提供装置(4)提供的一定范围的磁场，模腔(44)内的装有的初装磁性粉末在所述的磁场作用下，沿磁力线方向流动，使原本分布不均匀的磁性粉末在模腔(44)内分布趋于均匀。
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