CN113334531B - 一种大圆心角磁瓦成型上模及大圆心角磁瓦成型方法 - Google Patents

Abstract

一种大圆心角磁瓦成型上模及大圆心角磁瓦成型方法，该大圆心角磁瓦成型上模包括成型上模本体，成型上模本体的下端面设有内凹型弧形面，成型上模本体的顶部设有主储水腔，主储水腔外接真空负压管道，上模本体位于主储水腔下方位置设有左分支储水腔和右分支储水腔，且左、右分支储水腔和主储水腔不直接连通，主储水腔、左分支储水腔以及右支储水腔通过若干竖直排水小孔连通至上模本体1的下端面，左、右分支储水腔分别位于弧形面的弧形左、右末端处上方。本发明还包括大圆心角磁瓦成型方法，本发明能够解决内弧圆心角大于145°的磁瓦成型生坯圆弧两侧处易开裂的问题，大幅提升大圆心角磁瓦的成型良品率，且该方法能够适应磁瓦全自动成型工艺。

Description

一种大圆心角磁瓦成型上模及大圆心角磁瓦成型方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种大圆心角磁瓦成型上模及大圆心角磁瓦成型方法。

背景技术

永磁铁氧体磁瓦是永磁电机的励磁部件，永磁铁氧体磁瓦的生产通常包括以下过程：

（1）将原料湿磨为粒度1μm左右的料浆，料浆含水量在34%-38%范围内；

（2）将料浆注入模具模腔，液压机在强磁场取向条件下对模具模腔中的料浆进行压制，料浆中大部分水分透过滤布外排，料浆脱水成型为磁瓦生坯；

（3）磁瓦生坯经高温烧结为磁瓦毛坯；

（4）磁瓦毛坯经磨削清洗后成为磁瓦成品。

成型过程中，料浆深度/生坯厚度的比例称为成型压缩比，当模具模腔中各位置成型压缩比相近时，生坯的密度也会接近，有利于提升磁瓦的良品率；若各位置压缩比相差悬殊，会导致各位置生坯密度产生较大差异，在烧结过程中密度相差较大的位置易出现裂纹，导致良品率下降。

如附图2所示，磁瓦成型初期料浆截面为ABCDEE1D1C1B1A1所包围的弧形截面，成型结束形成的磁瓦生坯截面为ABCDEE2D2C2B2A2所包围的弧形截面，即弧形中心部位的压缩比例为CC1/CC2，左右两侧的压缩比例分别为AA1/AA2和EE1/EE2，B和D位置的压缩比例分别为BB1/BB2和DD1/DD2，同理可计算出磁瓦弧形各个位置的压缩比例。

从图2可知，磁瓦两侧部位（即A和E位）的压缩比例最大，因而该处生坯密度也最大；磁瓦中心部位（C位）的压缩比例居中，生坯密度居中；而磁瓦内弧末端对应位置（即B和D位）的压缩比例最小，生坯密度最低。即在AB及ED区域，生坯密度由最大跳跃至最小，由于生坯密度分布的剧烈波动，该区域易出现裂纹等缺陷，对于圆心角较大的磁瓦而言，该问题更为严重。

现有技术中多采用将生坯尺寸作变形设计来缓解上述裂纹问题，即扩大磁瓦生坯内、外弧尺寸，使磁瓦生坯趋向“平瓦”形态，这样能大幅降低磁瓦生坯成型难度，磨削时再从“平瓦”毛坯中磨削出呈拱形的大圆心角磁瓦。该方式有效提升了磁瓦的良品率，但带来了材料切削率明显上升的问题。

也有技术方法采取人工在A、E点对应的滤布位置贴塑料胶带的方式来抑制A、E点成型时排水，从而降低压缩比最大的A、E两点处生坯的密度，从生产试验结果来看，该方法在降低A、E点处开裂率方面能够取得一定积极作用，但由于滤布在成型过程中易发生移位，贴好的胶带往往不能对正目标位置，需要人工频繁调整。另外随着成型全自动工艺的推广，成型过程中每压制数，滤布位置会寸动一段距离，胶带位置偏移问题更为严重。

综合以上原因，目前内弧圆心角大于145度以上的磁瓦（参见附图3）的生产成本居高不下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可降低内弧圆心角大于145度以上磁瓦生产成本的大圆心角磁瓦成型上模及大圆心角磁瓦成型方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种大圆心角磁瓦成型上模，所述成型上模本体的下端面设有内凹型的弧形面，成型上模本体的顶部设有主储水腔，主储水腔外接真空负压管道，成型上模本体位于主储水腔下方位置设有左分支储水腔和右分支储水腔，且左、右分支储水腔和主储水腔不直接连通，所述主储水腔、左分支储水腔以及右支储水腔通过若干竖直排水小孔连通至上模本体的下端面，所述左、右分支储水腔分别位于弧形面的弧形左、右末端处上方。

进一步，所述分支储水腔连接三通接头，三通接头的一个端口与分支储水腔相连，第二个端口连接自动控制阀门后再与真空负压管道连通，第三个端口连接自动控制阀门后再与大气连通。

另一种，所述分支储水腔连接自动控制两位三通阀门，三通中总端口与分支储水腔相连，三通中另两个端口分别连接真空负压管道和大气。

本发明利用所述大圆心角磁瓦成型上模的成型方法，使用模具还包括与成型上模相适配的型腔体和外凸型下模，上模本体包裹有滤布，其成型步骤包括：

（1）将成型上模本体和型腔体、外凸型下模合模，成型上模本体的弧形面、型腔体内壁和外凸型下模的顶面形成封闭的模腔，永磁铁氧体料浆自型腔体的注料孔注入模腔中；

（2）成型压制过程中，料浆中的水分被挤压透过滤布进入上模本体中的排水小孔，一部分水分进入主储水腔，主储水腔在整个成型过程中和真空负压管道相通，主储水腔中水分在成型过程中持续抽入真空负压管道后外排；同时，连接分支储水腔和大气的阀门处于打开状态，成型过程中另一部份水分持续进入分支储水腔临时存储，这部份水分同时通过排水小孔向下浸润上模下端面弧形面末端处磁瓦生坯，可缓解该处成型生坯出现密度过大问题；

（3）压制结束后，连接分支储水腔和大气的阀门关闭，连接分支储水腔和真空管道的阀门打开，分支储水腔中的水分抽入真空负压管道后外排。

本发明具有以下积极效果：用于成型内弧圆心角大于145°的磁瓦生坯成型，在压型过程中，分支储水腔中的水分能够浸润磁瓦生坯圆弧两侧位置，从而可控制磁瓦生坯圆弧两侧位置密度，避免或大幅减少因密度波动导致成型磁瓦生坯该位置开裂情况的发生，可大幅提升大圆心角磁瓦生坯的成型良品率（达90%以上），并且该方法能够适应磁瓦生坯全自动成型工艺。

附图说明

图1 是本发明大圆心角磁瓦成型上模实施例的结构示意图；

图2 是使用图1所示本发明大圆心角磁瓦成型上模实施例成型磁瓦生坯时，模具模腔中各位置成型压缩比示意图；（参见“背景技术”所述文字“成型过程中，料浆深度/生坯厚度的比例称为成型压缩比，当模具模腔中各位置成型压缩比相近时…”）

图3 是内弧圆心角大于145°的磁瓦形状示意图；

图4 是本发明大圆心角磁瓦成型方法实施例中，生坯成型时上模下端面弧形末端处水分下渗情况示意图。

图中：1-成型上模本体，1a-弧形面1， 2 -排水小孔，3-分支储水腔，3a -左分支储水腔，3b-右分支储水腔，4 -主储水腔，5- 滤布，6-成型下模，6a-成型下模上端面无磁顶盖，7-成型下模密封圈，8-型腔体，9- 模腔，10-注料孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参照附图，本发明大圆心角磁瓦成型上模实施例包括矩形成型上模本体1，成型上模本体1的下端面设有内凹型的弧形面1a，成型上模本体1的顶部设有主储水腔4，成型上模本体1的内部位于主储水腔4下方位置设有左分支储水腔3a和右分支储水腔3b，且左、右分支储水腔分别位于弧形面1a的弧形左、右末端处上方，主储水腔4、左分支储水腔3a、右分支储水腔3b通过若干竖直排水小孔2连通至上模本体1的底部。

主储水腔4外接真空负压管道；左、右分支储水腔连接自动控制两位三通阀门，三通中总端口与分支储水腔相连，三通中另两个端口分别连接真空负压管道和大气。

本实施例的成型上模本体1安装在磁性材料专用磁场成型液压机的滑块上。

磁性材料专用磁场成型液压机设有采用现有技术设置的型腔8和外凸型下模6模具部件，这些部件和前述上模组成一套磁瓦成型模具，成型上模本体1的底部包裹有滤布5。

本发明成型方法包括以下步骤：

（1）将成型上模本体1和型腔体8与外凸型下模6合模，成型上模本体1上的的弧形面1a、型腔体8的内壁和外凸型下模6的顶面无磁顶盖6a形成封闭的模腔9，永磁铁氧体料浆自型腔体8上的注料孔10注入模腔9中；

（2）成型压制过程中，料浆中水分被挤压透过滤布5进入成型上模本体1中的排水小孔2分别进入主储水腔4、左分支储水腔3a和右分支储水腔3b，主储水腔4和左分支储水腔3a和右分支储水腔3b中的水分将处于两种状态：

主储水腔4和真空负压管道连通，成型过程中主储水腔4中的水分持续地被真空负压抽出至真空负压管道中；

各分支储水腔连接的自动控制两位三通阀门在压制过程中自动转为与大气连通，分支储水腔中的水分一直存储在分支储水腔3a和3b中，大气压强也会传递到分支储水腔，与分支储水腔3相连的排水小孔2中的水柱受到较大的下压力作用，该水柱在成型过程中会轻微下渗入生坯内部（如附图4所示），从而降低成型上模本体1中弧形面1a末端处的成型生坯密度，缓解此位置因压缩比最大带来的生坯密度过高问题。

（3）成型压制结束后，各分支储水腔连接的自动控制两位三通阀门自动转为与真空负压管道相通，左分支储水腔3a、右分支储水腔3b和真空负压管道连通，可将左分支储水腔3a和右分支储水腔3b中的水分抽入真空负压管道，避免水分回流至生坯中。

采用以上方法成型的大圆心角磁瓦生坯经烧结和磨削后，良品率达到90%以上，较常规技术良品率75%有较大幅度提升，生产成本大幅下降，且该方法控制生坯密度的方法为自动化操作，因而满足全自动成型工艺的要求。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也仍在本发明专利的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种大圆心角磁瓦成型上模，包括成型上模本体，其特征在于：所述成型上模本体的下端面设有内凹型的弧形面，成型上模本体的顶部设有主储水腔，主储水腔外接真空负压管道，成型上模本体位于主储水腔下方位置设有左分支储水腔和右分支储水腔，且左、右分支储水腔和主储水腔不直接连通，所述主储水腔、左分支储水腔以及右分支储水腔通过若干竖直排水小孔连通至成型上模本体的下端面，所述左、右分支储水腔分别位于弧形面的弧形左、右末端处上方；所述分支储水腔连接三通接头，三通接头的一个端口与分支储水腔相连，第二个端口连接自动控制阀门后再与真空负压管道连通，第三个端口连接自动控制阀门后再与大气连通，或所述分支储水腔连接自动控制两位三通阀门，三通中总端口与分支储水腔相连，三通中另两个端口分别连接真空负压管道和大气。

2.利用权利要求1所述的一种大圆心角磁瓦成型上模的成型方法，其特征在于：使用模具还包括与成型上模本体相适配的型腔体和外凸型下模，成型上模本体包裹有滤布，其成型步骤包括：

（1）将成型上模本体和型腔体、外凸型下模合模，成型上模本体的弧形面、型腔体的内壁和外凸型下模的顶面形成封闭的模腔，永磁铁氧体料浆自型腔体的注料孔注入模腔中；

（2）成型压制过程中，料浆中的水分透过滤布进入成型上模本体中的排水小孔，一部分水分进入主储水腔，主储水腔在整个成型过程中和真空负压管道相通，成型过程中主储水腔中水分持续抽入真空负压管道后外排；同时，连接分支储水腔和大气的阀门处于打开状态，成型过程中另一部分水分持续进入分支储水腔，分支储水腔中的水分同时通过排水小孔向下浸润上模下端面弧形面末端处磁瓦生坯；

（3）压制结束后，连接分支储水腔和大气的阀门关闭，连接分支储水腔和真空管道的阀门打开，分支储水腔中的水分抽入真空负压管道后外排。