CN114284060A - 一种适用于马鞍形线圈的制备模具及马鞍形线圈 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用于马鞍形线圈的制备模具及马鞍形线圈，包括外模以及设置在所述外模内部的内模，其中，所述内模通过上模、下模、两个端板合围形成与马鞍形线圈形状相适配的型腔；所述上模包括上模芯以及与所述上模芯可拆卸连接的多个上分体模块，所述上模芯用于形成线圈的内表面；所述多个上分体模块用于形成所述线圈的上表面；所述下模包括下模芯以及与所述下模芯可拆卸连接的多个下分体模块，所述下模芯用于形成线圈的下表面，所述多个下分体模块用于形成所述线圈的外侧面；所述端板用于与所述上模和所述下模配合形成所述线圈的外端面；所述外模用于形成内部真空状态并通过真空压力将胶料注入所述内模中。

Description

一种适用于马鞍形线圈的制备模具及马鞍形线圈

技术领域

本申请一般涉及线圈制备技术领域，具体涉及一种适用于马鞍形线圈的制备模具及马鞍形线圈。

背景技术

电磁设备是科研及工业实现能量转换的一种设备，其通常用于将一定要求的电能转化相应的磁场，或进一步转化为机械能；也有将柴油机的机械能转化为可供日常使用的电能。无论何种形式，都离不开电磁转化的基本元件，即线圈。

根据电磁设备的设计不同，线圈的种类有很多种，主要还是以铜或铝的导电介质，按照一定形状和尺寸以及匝数绕制而成。

加速器电磁铁线圈通常在绕制完成后需放入成型的模具进行环氧浇注，以增强线圈对地绝缘的性能并使线圈外形固化，然而，马鞍形线圈的外形形状比较复杂，浇注型腔存在成型弧面很深，三面相贯形成尖点阴角等加工难度较大的特征，从而影响了加工效率，提高了加工成本，另外，如果线圈外形特征发生改变，模具只能重新制作，费工又费时。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种适用于马鞍形线圈的制备模具及马鞍形线圈，可以减小加工难度，提高加工效率，降低加工成本。

第一方面，本申请提供了一种适用于马鞍形线圈的制备模具，包括外模以及设置在所述外模内部的内模，其中，

所述内模通过上模、下模、两个端板合围形成与马鞍形线圈形状相适配的型腔；

所述上模包括上模芯以及与所述上模芯可拆卸连接的多个上分体模块，所述上模芯用于形成线圈的内表面；所述多个上分体模块用于形成所述线圈的上表面；

所述下模包括下模芯以及与所述下模芯可拆卸连接的多个下分体模块，所述下模芯用于形成线圈的下表面，所述多个下分体模块用于形成所述线圈的外侧面；

所述端板用于与所述上模和所述下模配合形成所述线圈的外端面；

所述外模用于形成内部真空状态并通过真空压力将胶料注入所述内模中。

可选地，所述分体模块包括：

与所述上模芯可拆卸连接的两个第一分体，每一所述第一分体用于形成所述线圈的一个上平面；

与所述上模芯可拆卸连接的两个第二分体，两所述第二分体用于形成所述线圈的第一上曲面和所述线圈的引出部，所述引出部上设置有所述线圈的接线头；

与所述上模芯可拆卸连接的一个第三分体，所述第三分体用于形成所述线圈的第二上曲面。

可选地，所述下分体模块包括：

与所述下模芯可拆卸连接的两个第四分体，每一所述第四分体用于形成所述线圈的一个侧平面；

与所述下模芯可拆卸连接的四个第五分体，每一所述第五分体用于形成所述线圈的一个侧曲面。

可选地，所述下模芯包括鞍部，所述鞍部用于形成所述线圈的下曲面，所述鞍部上还设置有与所述鞍部可拆卸连接的拔模块。

可选地，所述上模芯设置有与所述鞍部相配合的第一合模面。

可选地，两所述第二分体之间设置有间隔，所述间隔用以形成所述线圈的引出部，所述间隔与所述外模内部相通形成所述型腔的入胶口。

可选地，所述下模芯设置有出胶口以及与所述出胶口相通的导胶槽。

可选地，所述外模上设置有用于引出所述接线头的柔性密封垫。

可选地，所述外模包括罐体以及与所述罐体密封连接的端盖，所述外模上设置有浇注口和真空通道。

第二方面，本申请提供了一种马鞍形线圈，采用如以上任一所述的模具制备形成，所述线圈包括本体以及包覆在所述本体外侧的绝缘层，所述线圈为两第一侧部和两第二侧部围绕形成的环形结构；其中一个所述第二侧部上设置有引出部，所述引出部内设置有接线头，所述接线头上的所述绝缘层未完全包覆所述接线头。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的制备模具，上模和下模均通过多个模块固定形成完整的型腔，各个小模块加工简易，避免了常规模具加工中复杂的阴角加工，极大程度上减小了加工难度，提高了加工效率，降低了加工成本；上模和下模以马鞍形线圈上表面为分型面，使线圈可以顺畅入模、出模，提高了线圈的优良率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1-3为本申请的实施例提供的一种马鞍形线圈的结构示意图；

图4-7为本申请的实施例提供的一种线圈本体的结构示意图；

图8为本申请的实施例提供的一种导线的位置示意图；

图9-10为本申请的实施例提供的另一种线圈本体的结构示意图；

图11为本申请的实施例提供的一种适用于马鞍形线圈的制备模具的结构示意图；

图12为本申请的实施例提供的一种制备模具去掉端盖厚后的结构示意图；

图13为本申请的实施例提供的一种制备模具的剖面示意图；

图14为本申请的实施例提供的一种内模带有线圈的结构示意图；

图15为本申请的实施例提供的一种内模去掉线圈后的结构示意图；

图16为本申请的实施例提供的一种制备模具的分解示意图；

图17-18为本申请的实施例提供的一种上模的结构示意图；

图19-20为本申请的实施例提供的一种上模的分解示意图；

图21为本申请的实施例提供的一种上模芯的结构示意图；

图22-23为本申请的实施例提供的一种下模的结构示意图；

图24为本申请的实施例提供的一种下模的分解示意图；

图25为本申请的实施例提供的一种下模芯的结构示意图；

图26-27为本申请的实施例提供的一种密封垫的结构示意图；

图28为本申请的实施例提供的一种磁铁的结构示意图。

图中：

100、线圈；1、本体；2、绝缘层；10、第一侧部；20、第二侧部

31、接线头；30、引出部；11、小口端；12、大口端；40、拱起部；

200、外模；212、罐体；222、端盖；232、浇注口；242、密封垫；

300、内模；310、上模；311、上模芯；312、第一分体；313、第二分体；314、第三分体；315、顶面；316、第一底面；317、间隙；318、注胶口；319、导胶通道；301、第一部分；302、第二部分；303、第一合模面；304、第二合模分面；305、第二合模面；306、第三合模面；

320、下模；321、下模芯；322、第四分体；323、第五分体；324、第三部分；325、鞍部；326、拔模块；327、第二底面；328、定位装置；

330、端板；

350、型腔；

400、铁芯；410、磁极；420、外框；430、固定块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-3所示，本申请提供了一种马鞍形线圈，所述线圈100包括本体1以及包覆在所述本体1外侧的绝缘层2，所述线圈100为两第一侧部10和两第二侧部20围绕形成的环形结构；其中一个所述第二侧部20上设置有引出部30，所述引出部30内设置有接线头31，所述接线头31上的所述绝缘层2未完全包覆所述接线头31。

其中所述马鞍形线圈100的本体1是通过至少一根导线围绕形成，在本申请中，每一根导线在模具上绕制形成内外两层线圈100，通过内外两层线圈100的绕制，内层和外层的绕制方向相反，可以使得过程中导线保持恒定张力，紧密贴合模具绕制。在本申请实施例中以内层逆时针，外层顺时针由小口端11向大口端12绕制进行示例性说明。

如图4-7所示，所述马鞍形线圈100为两第一侧部10和两第二侧部20围绕形成的中空结构，在本申请实施例中定义第一侧部10的延伸方向为X轴，第二侧部20的延伸方向为Y轴，高度方向为Z轴，定义第一侧部10上的四个端点A1/A2/B1/B2；A3/A4/B3/B4；定义两第一侧部10关于第一平面XZ对称，小口端11在所述第一平面XZ上的中点为O1/O2，大口端12在所述第一平面XZ上的中点为O3/O4。

在绕制时，所述导线包括连续设置的第一线段L1和第二线段L2，如图8所示，所述导线的第一线段L1沿第一方向（逆时针）围绕形成内层线圈100（接线头为P1），所述导线的第二线段L2沿第二方向（顺时针）围绕形成外层线圈100（接线头为P2）。

导线第一线段L1和第二线段L2的交点自O1点开始绕制，其内层的绕制过程为：

O1-A1-A2-O2-A4-A3-O1；

其外层的绕制过程为：

O1-A3-A4-O2-A2-A1-O1。

在绕制时，所述线圈100在Z轴方向上，线圈100的绕制周长逐渐增加，形成下端为小口端11，上端为大口端12的方式，其线头的引出位置位于大口端12位置处，通过将接线头31设置在大口端12，可以方便接线。当然，本申请实施例中并不限于此，在不同实施例中，根据应用场景的不同，还可以从大口端12开始绕制，本申请并不限制线圈100起始点的位置。

在本申请实施例中，绕制后的线圈100呈马鞍形设置，第一侧面为矩形面状，第二侧面包括拱起部40，第二侧面呈扇形面状设置，扇形面的圆形在靠近小口端11。

在设置时，当通过第一线段L1沿一个方向形成一层线圈100时，两所述第一侧部10呈夹角设置，所述第一侧部10的第一上边缘S1和第一下边缘S2呈直线状，所述第二侧部20的第二上边缘S3和第二下边缘S4呈弯曲状。所述第二上边缘S3凸出于所述第一上边缘S1所在的平面，所述第二上边缘S3自其中一侧的所述第一上边缘S1延伸至另一侧的所述第一上边缘S1；所述第二下边缘S4凸出于所述第一下边缘S2所在的平面，所述第二下边缘自其中一侧的所述第一下边缘S2延伸至另一侧的所述第一下边缘S2。

另外，在本申请实施例中，线圈100在绕制过程中可以采用多条导线进行绕制，以形成不同的匝数的绕线结构，匝数乘以电流决定磁感应强度，本申请实施例中，如图9-10所示，每一线圈100可以形成两层，若采用单数层数时，可以在绕制的起始端进行截断，另外对于每一层线圈100的接线方式及绕线方向并不限制，对于线圈100的层数并不限制，在不同应用场景时，根据需求进行选择。

在本申请实施例中，当一根导线绕制形成两层时，位于各个面上的边缘形成两层的导线并列，并形成各个表面。其中，在马鞍形线圈100上的第二侧部20包括沿高度方向设置的上曲面T1和下曲面T2，所述上曲面T1在高度方向上凸出于所述第一侧部10的上平面T3，所述下曲面T2在高度方向上凸出于所述第一侧部10的下平面T4；所述上曲面T1自其中一侧的所述第一侧部10的下平面T4延伸至另一侧的所述第一侧部10的下平面T4；所述上曲面T1自其中一侧的所述第一侧部10的上平面T3延伸至另一侧的所述第一侧部10的上平面T3。

其中，所述线圈100包括通过所述上平面T3和所述上曲面T1围绕形成的大口端12以及通过所述下平面T4和所述下曲面T2围绕形成的小口端11，所述大口端12的周长大于所述小口端11的周长。其中一个所述第二侧部20上设置有引出部30，所述引出部30内设置有接线头31，所述引出部30设置在所述上曲面T1。

在本申请实施例中，通过逐层绕制形成的马鞍形线圈100，在平行于所述第一侧部10的第一平面XZ上的截面形状为矩形，所述第二侧部20在垂直与所述第一侧部10的第二平面YZ上的截面形状为扇形。所述线圈100包括设置在所述第一侧部10远离所述中空结构一侧的外侧面以及设置在所述第二侧部20原理所述中空结构一侧的外端面T6，所述外侧面与所述上平面T3及所述下平面T4垂直，所述外端面T6与所述上曲面T1及所述下曲面T2垂直。

可选地，其中一个所述第二侧部20上设置有引出部30，所述引出部30内设置有接线头31，所述引出部30设置在所述上曲面T1。

在本申请实施例中定义：所述线圈100包括内表面、上表面、下表面、外侧面T5、外端面T6，其中，内表面为靠近环形中空结构的一面，所述内表面包括位于所述第一侧部10的第一内表面和位于第二侧部20的第二内表面；外侧面T5为所述第一侧部10上与所述内表面相对的一面，外端面T6为所述第二侧部20上与所述内表面相对的一面；所述上表面与所述下表面为相对设置的两个表面，其中，上表面位于靠近大口端12的一面，下表面为靠近小口端11的一面；上表面包括位于所述第一侧部上的上平面T3以及位于所述第二端部上的上曲面T1，下表面包括位于所述第一侧部的下平面T4以及位于所述第二端部的下曲面T2，所述上曲面T1和所述下曲面T2为形成马鞍形的弧面。

本申请实施例中提供的马鞍型线圈100，应用于粒子加速器磁铁系统中多极磁体中。采用这种结构形式，一方面可以保证磁极410所需的安匝电流，另一方面减少端板330电流对磁场的影响，同时可以节约空间，外形美观。

请详见图11-13所示，本申请提供了一种适用于马鞍形线圈100的制备模具，包括外模200以及设置在所述外模200内部的内模300，其中，所述内模300通过上模310、下模320、两个端板330合围形成与马鞍形线圈100形状相适配的型腔350；所述型腔350内用于放置绕制成型的马鞍形线圈100。在模具合模后，使用抽真空装置将外模200内部进行抽真空，随即将胶料快速注入，胶料在真空状态下进入到型腔350内，在线圈100外层形成环氧材料的绝缘层2。

请参考图14-16，在本申请实施例中，将上模310和下模320的分型面设置为线圈100的上表面，线圈100包括大口端12和小口端11，上模310还用于形成线圈100的内表面，在形成线圈100绝缘层2后，由于大口端12在上，小口端11在下，方便上模310向上运动退出线圈100的内表面。

所述上模310包括上模芯311以及与所述上模芯311可拆卸连接的多个上分体模块，所述上模芯311用于形成线圈100的内表面；所述多个上分体模块用于形成所述线圈100的上表面。所述下模320包括下模芯321以及与所述下模芯321可拆卸连接的多个下分体模块，所述下模芯321用于形成线圈100的下表面，所述多个下分体模块用于形成所述线圈100的外侧面T5。所述端板330用于与所述上模310和所述下模320配合形成所述线圈100的外端面T6；所述外模200用于形成内部真空状态并通过真空压力将胶料注入所述内模300中。

上模310

如图17-21，在本申请实施例中，所述上模310包括上模芯311以及与所述上模芯311可拆卸连接的多个上分体模块，所述上分体包括两个第一分体312、两个第二分体313、一个第三分体314。

所述上模芯311用于形成线圈100的内表面；每一所述第一分体312用于形成所述线圈100的一个上平面T3；两所述第二分体313用于形成所述线圈100的第一上曲面T1和所述线圈100的引出部30，所述引出部30上设置有所述线圈100的接线头31；所述第三分体314用于形成所述线圈100的第二上曲面T1。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述“平面”为垂直于面的方向的多个截面中，该表面的各个截面的形状均表现为直线，“曲面”为垂直于面的方向的多个截面中，有一个截面的形状表现为曲线。

在具体设置时，上模芯311包括一体式结构的第一部分和第二部分，所述第二部分的两侧设置有第一成型面R1，所述第一成型面R1用于形成所线圈100的内表面（位于第一侧部10的第一内表面）；所述第一部分在第二平面YZ上的投影为方形，且，所述第一部分的宽度w1小于等于所述第二部分的w2，所述第一部分的高度由所述线圈100的拱起部40以及引出部30决定，所述第二部分的高度由所述第一侧部10的高度决定。

所述上模芯311的第二部分自所述线圈100的大口端12延伸至所述线圈100的下口端，在第二部分与是下模320接触的位置处设置有与所述鞍部325相配合的第一合模面303，方便上模310与下模320之间的卡紧。

第一分体312包括平行于第一平面XZ的第二合模分面304，所述第一部分包括平行于所述第一平面XZ的第二合模面305，在固定安装后所述第二合模分面304与所述第二合模面305接触。所述第一分体312包括第二成型面R2，所述第二成型面R2用于成型所述线圈100的上平面T3；所述第二部分上设置有与所述第二成型面R2平行的第三合模面306，在固定安装后所述第二成型面R2和所述第三合模面306接触。通过将上模芯311设置为不同宽度的两部分，可以实现与各个分体模块固定连接后，在成型过程中，可以防止漏胶等情况。

所述上模芯311的端面固定设置有两个第二分体313，所述第二分体313固定设置在所述第一部分上，所述第二分体313上设置有第三成型面R3，所述第三成型面R3用于形成所述线圈100的上曲面T1。第二分体313的第三成型面R3与所述第二成型面R2之间平滑过渡，第二分体313在垂直于第二平面YZ上的投影为弧形，所述第二成型面R2在所述第二平面YZ上的投影为所述弧形的切线。通过此设置，可以使得所述线圈100的马鞍形拱起部40与第一侧部10之间平滑过渡。

另外，线圈100在拱起部40上设置有引出部30，引出部30上设置有线圈100的接线头31，在引出部30的部分上设置有绝缘层2，用于固定接线头31，另外，在引出部30的部分上还空余部分未设置环氧绝缘层2的导线，用于接线作用。

在本申请实施例中，通过形成拱起部40的模具部分设置有两个第二分体313，通过第二分体313间隔设置，在间隔位置处可以形成引出部30，同时，该间隔部分还可以作为型腔350的入胶口，所述间隔与所述外模200内部相通形成所述型腔350的入胶口。通过此方式，可以避免产生注胶成型后的线圈100出现余料等瑕疵。

所述上模芯311的端面固定设置一个第三分体314，所述第三分体314用于形成另一端的拱起部40的上曲面T1，在该拱起部40上未设置引出部30，因此可以采用一个第三分体314实现两个第二分体313的作用。在形成上曲面T1时所述第三分体314与所述第二分体313的原理相同，本申请不再赘述。

在本申请实施例中，所述上模310在不同位置设置有用于导胶的导胶通道319，其中，上模芯311的顶面315设置有与第二分体313的间隙317相通的多条通道，在设置时，导胶通道319的方向不限于横向或者纵向；通过外模200上的注胶口318将胶料注入到上模310的顶面315再经过第二分体313之间的间隙317到达型腔350内部。当然，在上模310的端面上还可以设置有导胶通道319，用于将端面上的胶导入与端板330之间，用于端面之间形成较好的胶料引导效果，本申请对此并不限制。

在本申请的一个实施例中，第二分体313在第二成型面R2上同样设置有导胶通道319，本申请实施例中，上模310和下模320之间的分型面在所述线圈100的上表面，通过在第二成型面R2上设置的导胶通道319可以将由注胶口318余胶通过此通道排出分型面，另外，通过此通道还可以将注胶过程中产生的气体从该通道排出，防止分型面位置处胶料不均匀。

需要说明的是，在本申请实施例中上模芯311的两个第一成型面R1关于第一平面XZ对称设置，第一成型面R1和端面之间设置有倒角，在形成线圈100后，线圈100的内表面在内侧面与内端面之间同样为倒角。本申请实施例中，对于线圈100各个面之间的形状和尺寸并不限制，在不同实施例中，根据线圈100的需求进行不同的设置，本申请对此并不限制。

下模320

如图22-25，在本申请实施例中，所述下模320包括下模芯321以及与所述下模芯321可拆卸连接的多个下分体模块，所述下分体模块包括：两个第四分体322和四个第五分体323。

所述下模芯321用于形成线圈100的下表面，每一所述第四分体322用于形成所述线圈100的一个外侧面T5；每一所述第五分体323用于形成所述线圈100的一个侧曲面T7。

所述下模芯321包括一体式结构的第三部分324和设置在所述第三部分324上的鞍部325，所述鞍部325用于形成所述线圈100的下曲面T2，所述鞍部325上还设置有与所述鞍部325可拆卸连接的拔模块326。

所述第三部分324的两侧设置有第四成型面R4，所述第四成型面R4用于形成所述线圈100的下平面T4，在本申请实施例中，两侧的所述第四成型面R4关于第一平面XZ对称设置，当上模310和下模320固定安装后，在同一侧的所述第一成型面R1和所述第四成型面R4之间的夹角为90°。当然，在不同实施例中，根据线圈100尺寸的不同，可以进行不同角度的设置，本申请并不限制各个面之间的具体夹角，在应用时根据器件或者使用场景的不同进行不同的设置。

所述鞍部325设置有第五成型面R5，所述第五成型面R5用于形成所述线圈100上拱起部40的下曲面T2，所述鞍部325在沿X轴方向上的宽度大于所述线圈100的宽度，超出宽度的部分用于与上模310的第一合模面303进行配合，实现上模310和下模320之间在合模面的密切接触，利于形成质量较好的线圈100表面。

所述第四分体322上设置有所述第六成型面R6，所述第六成型面R6用于形成所述线圈100的外侧面T5，在本申请实施例中，第六成型面R6和所述第四成型面R4垂直设置。

所述第五分体323上设置有第七成型面R7，所述第七成型面R7用于形成所述线圈100外侧面T5与外端面T6之间的导胶，在本申请实施例中，该位置处的倒角为圆倒角，第七成型面R7为圆弧面其两端分别与第四成型面R4和第五成型面R5相切，实现线圈100在端面和侧面之间均匀过渡。

需要说明的是，在本申请实施例中，上模310和下模320的各个模块之间可以通过螺纹连接、定位销或者焊接等方式实现，本申请对此并不限制，在不同实施例中，对于待成型的线圈100的形状或者尺寸的不同，还可以包括更多模块或者选择合适形状的模块数量，本申请对此并不限制，在不违背本申请构思的基础上，可以根据需求进行扩展延伸。

在本申请实施例中，所述下模320用于形成下口端的下表面和外表面，在脱模时，上模310可以较好的从线圈100中拔出，而下模320则可能出现不易脱模的情况，在本申请实施例中，在鞍部325设置有用于辅助脱模的拔模块326，其中，所述拔模块326设置在所述鞍部325的第五成型面R5上，所述鞍部325上设置有与所述拔模块326之间过渡配合的安装孔，通过过渡配合防止拔模块326与安装孔之间漏胶，当浇注完成后，通过拔模在两端设置有螺纹孔，通过采用螺栓等工件可以将拔模块326从鞍部325抽出，此时，在下模320与线圈100之间形成可以允许胶棍等通过的孔，可以通过胶棍穿过线圈100的两端，将线圈100从下模320中脱出。

另外，在所述下模芯321的第二底面327设置有出胶口以及与所述出胶口相通的导胶槽。可以将浇注过程中的余料从出胶口导出。在下模320的端面或者其他外表面上也可以设置用于导胶的导胶通道319，本申请对此并不限制。

在本申请实施例中所述上模芯311的第一底面316和所述下模芯321的第二底面327上设置有用于实现对位的定位装置328，例如，定位槽和与定位槽相配合的导向柱，在本申请实施例中，导向柱可以单独设置，在两底面上均设置与所述导向柱配合的定位槽，但本申请并不限于此，还可以通过其他定位方式实现。

端板330

在本申请实施例中，所述端板330一方面用于与所述上模310和下模320合围形成型腔350结构，另一方面，所述端板330和可以实现所述上模310和下模320之间的固定连接。当然，为了增加上模310和下模320之间的连接强度，还可以通过其他方式实现连接，例如通过定位销、螺钉、螺栓等方式，本申请对此并不限制。

可以理解的是，本申请实施例中，所述内模300通过上模310、下模320、两个端板330合围形成与马鞍形线圈100形状相适配的型腔350，所述型腔350用于放置线圈100绕制成型的本体1，型腔350的尺寸略大于所述本体1，通过调整型腔350的尺寸可以调整所述本体1上成型的绝缘层2的厚度，在本申请实施例中，对于绝缘层2的厚度并不限制。

外模200

在本申请实施例中，所述外模200包括罐体212以及与所述罐体212密封连接的端盖222，所述外模200上设置有浇注口232和真空通道。所述罐体212和所述端盖222之间形成容纳空间，用于容纳内模300，通过浇注口232可以将胶料注入到上模310的顶面315，通过顶面315上的导胶通道319从注胶口318注入到型腔350；通过真空通道可以在内部容纳空间形成真空状态。

在本申请实施例中，线圈100的引出部30上设置有接线头31，在设置接线头31时，由于尺寸的限制，一般接线头31的长度大于所述上模310的顶面315到所述端盖222之间的距离，因此，所述外模200上设置有用于引出所述接线头31的柔性密封垫242。通过柔性密封垫242上设置有用于接线头31紧密通过的通孔，将接线头31穿过通过孔，通过柔性密封垫242固定在所述端盖222上，所述端盖222与柔性密封垫242之间过渡配合，实现密封效果，如图26-27所示。

在本申请实施例中，所述线圈100应用于电磁铁芯400上，并不限制铁芯400上的磁极410的数量，国内外采用的束流均匀化器件分为非线性多极铁和非线性阶梯场二极磁铁两类。例如，四极磁铁、六极磁铁、八极磁铁和十二极磁铁等。本申请的技术方案可应用于多种类型的多极磁铁。在本申请实施例中，以四极磁铁进行示例性说明。

由于四极磁铁铁芯400轮廓非常复杂，当前长四极磁铁制造生产采用冲模冲制冲片后，将冲片进行叠装形成铁芯400，叠装形成的铁芯400在套设置磁极410上固定在铁芯400的外框420上。需要说明的是，本申请实时例中并不限制电磁铁的制备方式，在其他实施例中，铁芯400的方式还包括其他形成方式，例如一体成型等方式。

由于电磁铁的磁极410自磁铁的中心向外框420的方向上，铁芯400的厚度增大，因此，本申请实施例中，如图28所示，马鞍形线圈100的小口端11朝向所述四极磁铁的中心，大口端12朝向外框420的位置，通过大口端12和小口端11过渡的方式，适用于磁铁的铁芯400，在套紧铁芯400的同时，实现磁极410上电流均匀绕制，产生均匀的磁场，减少绕线电流在磁极410上分布的影响问题；通过将引出部30设置在四极磁铁的一个端面，方便接线等。

在本申请实施例中，电流绕线方式可以通过接线头31连接方式的不同，形成不同的绕线方式。

例如，第一线圈100与第三线圈100的绕线方式相相同，第二线圈100和第四线圈100相同。若第一线圈100电流流向为逆时针方向（从线圈100顶面315向下看），则第二线圈100的电流流向应为顺时针方向。按照右手定则判定线板通电后的磁场方向，第一线圈100上N下S，第二线圈100上S下N，符合磁铁磁场的方向要求。

在绕线时，第一线圈100的绕制方向为：导线的第一部分沿第一方向（逆时针）围绕形成内层线圈100（接线头31为P1），所述导线的第二部分沿第二方向（顺时针）围绕形成外层线圈100（接线头31为P2）。

在接线时，第一线圈100的P2端接入正极，P1端接负极；若设置有多层线圈100，例如两层，则将内层的P2端接入正极，外层的P2端和内层的P1端连接，外层的P1端连接负极，形成接线串联方式，接线方便。对于其他磁极410的设置方式参考第一线圈100的方式，本申请在此不一一详述。

另外，在本申请实施例中通过将线圈100设置为马鞍形，通过在拱起部40的下曲面T2设置固定块430的方式，通过将线圈100固定设置在磁极410上，无需通过其他额外的固定方式进行线圈100的固定，通过固定块430将线圈100压紧在磁极410与外框420之间。通过马鞍形的拱起部40可以将线圈100压紧在外框420的端部，避免了普通线圈100无法在铁芯400上中无法安装的问题。

本申请实施例提供的制备模具，上模310和下模320均通过多个模块固定形成完整的型腔350，各个小模块加工简易，避免了常规模具加工中复杂的阴角加工，极大程度上减小了加工难度，提高了加工效率，降低了加工成本；线圈100外形发生局部改变，需要调整型腔350尺寸时，可根据变化替换对应特征的模块，而丝毫不影响其余模块的使用，凸显了模块化结构的优势，实现了模具的互换性能；上模310和下模320以马鞍形线圈100上表面为分型面，使线圈100可以顺畅入模、出模，提高了线圈100的优良率。

需要理解的是，术语“ 长度”、“ 宽度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“ 第一”、“ 第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“ 多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种适用于马鞍形线圈的制备模具，其特征在于，包括外模以及设置在所述外模内部的内模，其中，

所述内模通过上模、下模、两个端板合围形成与马鞍形线圈形状相适配的型腔；

所述上模包括上模芯以及与所述上模芯可拆卸连接的多个上分体模块，所述上模芯用于形成线圈的内表面；所述多个上分体模块用于形成所述线圈的上表面；

所述下模包括下模芯以及与所述下模芯可拆卸连接的多个下分体模块，所述下模芯用于形成线圈的下表面，所述多个下分体模块用于形成所述线圈的外侧面；

所述端板用于与所述上模和所述下模配合形成所述线圈的外端面；

所述外模用于形成内部真空状态并通过真空压力将胶料注入所述内模中。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述分体模块包括：

与所述上模芯可拆卸连接的两个第一分体，每一所述第一分体用于形成所述线圈的一个上平面；

与所述上模芯可拆卸连接的两个第二分体，两所述第二分体用于形成所述线圈的第一上曲面和所述线圈的引出部，所述引出部上设置有所述线圈的接线头；

与所述上模芯可拆卸连接的一个第三分体，所述第三分体用于形成所述线圈的第二上曲面。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下分体模块包括：

与所述下模芯可拆卸连接的两个第四分体，每一所述第四分体用于形成所述线圈的一个侧平面；

与所述下模芯可拆卸连接的四个第五分体，每一所述第五分体用于形成所述线圈的一个侧曲面。

4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模芯包括鞍部，所述鞍部用于形成所述线圈的下曲面，所述鞍部上还设置有与所述鞍部可拆卸连接的拔模块。

5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述上模芯设置有与所述鞍部相配合的第一合模面。

6.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，两所述第二分体之间设置有间隔，所述间隔用以形成所述线圈的引出部，所述间隔与所述外模内部相通形成所述型腔的入胶口。

7.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模芯设置有出胶口以及与所述出胶口相通的导胶槽。

8.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述外模上设置有用于引出所述接线头的密封垫。

9.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述外模包括罐体以及与所述罐体密封连接的端盖，所述外模上设置有浇注口和真空通道。

10.一种马鞍形线圈，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的模具制备形成，所述线圈包括本体以及包覆在所述本体外侧的绝缘层，所述线圈为两个第一侧部和两个第二侧部围绕形成的环形结构；其中一个所述第二侧部上设置有引出部，所述引出部内设置有接线头，所述接线头上的所述绝缘层未完全包覆所述接线头。

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