CN114799170B - 应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，包括平板集磁器本体，其特征在于，所述平板集磁器本体上开设有凸槽，所述凸槽处安放有线圈，所述凸槽的形状为螺旋状，所述平板集磁器本体上沿径向开设有狭缝，所述狭缝分为集磁器狭缝a以及集磁器狭缝b，所述平板集磁器本体的形状为圆台形，所述平板集磁器本体的中间部位开设有中心孔，所述线圈的两端分别安装有电容，本发明的有益效果是，本装置可以有效防止电磁能能量损耗过大，提高了压制速度以及压制效果，平板集磁器本体以及线圈可根据实际的使用需求进行改变，尺寸变化也可实现提高集磁力，提高驱动片受力的效果。
Description
技术领域
本发明涉及集磁器技术领域，特别是应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器。
背景技术
电磁脉冲压制技术是粉末冶金中的一种重要技术，推动了粉末冶金制品向高致密化、均匀化、高性能化、最优化、一体化、低成本等方向发展，使粉末冶金技术能够更好的满足市场需求，按照其线圈结构的分类可将电磁压制分为成径向压制和轴向压制，其中径向压制的线圈是螺线管结构，轴向压制的线圈是平板结构。
在实际的径向压制加工应用中，常常加入集磁器作为辅助设备，通过改变集磁器的结构，能够有选择地控制磁场分布，提高压制效率，已经被广泛应用于金属管件压制中，然而径向压制粉末时其中心部位的粉末会受到较小的径向力，从而无法对粉末中心部分进行充分的压制，所以径向压制粉末一般只能应用于加工中空的零件。
平板轴向压制同径向压制的原理相同，通过放电线圈产生的磁场，在其下方的驱动片上产生涡流，驱动片在磁场下产生一向下的脉冲电磁力，通过锥形放大器，将电磁力传至粉末，从而对粉末进行压制。但是由于锥形放大器质量大，导致电磁能能量损耗大，不可避免还是降低了压制速度，为了提高压制效果，本发明设计了一种螺旋槽式平板集磁器，能够提高集磁效果，提高驱动片受力；
同时，在集磁器进行使用的过程中，大多通过螺丝进行固定，此方式，安装以及拆卸步骤极为繁琐，不便于对平板集磁器的更换以及维修，无法满足实际的使用需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，解决了现有的由于锥形放大器质量大，导致电磁能能量损耗大，不可避免还是降低了压制速度，同时，在集磁器进行使用的过程中，大多通过螺丝进行固定，此方式，安装以及拆卸步骤极为繁琐，不便于对平板集磁器的更换以及维修，无法满足实际的使用需求。
实现上述目的本发明的技术方案为：应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，包括平板集磁器本体，所述平板集磁器本体上开设有凸槽，所述凸槽处安放有线圈，所述凸槽的形状为螺旋状，所述平板集磁器本体上沿径向开设有狭缝，所述狭缝分为集磁器狭缝a以及集磁器狭缝b，所述平板集磁器本体的形状为圆台形，所述平板集磁器本体的中间部位开设有中心孔，所述线圈的两端分别安装有电容；
所述线圈的匝数为15匝，截面为6*8mm，所述线圈与凸槽以及上表面间的距离均为1.2mm，所述平板集磁器本体的高度为10mm。
优选的，所述平板集磁器本体的下表面半径为上表面半径的一半。
优选的，所述平板集磁器本体安装在操作箱体上；
所述操作箱体的内部安装有推动机构；
所述推动机构包括：固定板、第一驱动件、主动齿轮、若干个从动齿轮、齿环以及推出结构；
所述固定板安装在操作箱体上，所述第一驱动件嵌装在操作箱体的内部，所述主动齿轮套装在第一驱动件的驱动端上，若干个所述从动齿轮可旋转的安装在固定板上，所述齿环可旋转的安装在操作箱体的内部，且分别与主动齿轮以及从动齿轮相互啮合，所述推出结构安装在操作箱体上。
优选的，所述齿环的内侧以及外侧均设置有卡齿。
优选的，所述推出结构包括：若干个螺杆、若干个滑槽以及若干个推动块；
若干个所述螺杆分别可旋转的安装在若干个所述从动齿轮以及固定板上，若干个所述滑槽分别可开设在操作箱体上，若干个所述推动块分别螺接在若干个所述螺杆的外壁外侧。
优选的，若干个所述推动块的一端分别安装有限位条。
优选的，所述操作箱体的内部还安装有限位机构；
所述限位机构包括：圆环、第二驱动件、丝杆、齿条以及按压结构；
所述圆环可旋转的安装在操作箱体的内部，所述圆环的外侧设置有若干个齿牙，所述第二驱动件嵌装在操作箱体的内部，所述丝杆的一端连接在第二驱动件的驱动端上，所述齿条螺接在丝杆的外壁外侧，且与齿环上的齿牙相互啮合，所述按压结构安装在操作箱体的内部。
优选的，所述按压结构包括：若干个弹簧、若干个限位块以及若干个按压块；
若干个所述弹簧的一端安装在操作箱体内部的内腔中，若干个所述限位块的一端安装在若干个所述弹簧的另一端，若干个所述按压块分别安装在圆环的内侧。
利用本发明的技术方案制作的应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，本装置可以有效防止电磁能能量损耗过大，提高了压制速度以及压制效果，平板集磁器本体以及线圈可根据实际的使用需求进行改变，尺寸变化也可实现提高集磁力，提高驱动片受力的效果，同时通过第二驱动件、齿板以及限位块的作用下，实现快速的对平板集磁器本体的固定，同时通过第一驱动件、从动齿轮以及螺杆的相互配合作用下，使得推动块进行推出操作，可对平板集磁器进行推出，方便对更换不用尺寸的平板集磁器，提高了安装效率。
附图说明
图1为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的立体结构示意图。
图2为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝a结构示意图。
图3为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的线圈结构示意图。
图4为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝b结构示意图。
图5为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的底部结构示意图。
图6为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的上表面电流强度分布结构示意图。
图7为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的上表面电流矢量流向分布结构示意图。
图8为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的下表面电流强度分布结构示意图。
图9为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的上表面电流矢量流向分布结构示意图。
图10为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝a电流强度分布结构示意图。
图11为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝a电流矢量分布结构示意图。
图12为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝b电流强度分布结构示意图。
图13为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的集磁器狭缝b电流矢量分布结构示意图。
图14为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的凸槽上电流矢量分布结构示意图。
图15为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的主视剖视结构示意图。
图16为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的立体结构示意图。
图17为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的第一驱动件结构示意图。
图18为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的限位块结构示意图。
图19为本发明所述应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器的局部放大结构示意图。
图中：1、平板集磁器本体，2、凸槽，3、线圈，4、狭缝，5、集磁器狭缝a，6、集磁器狭缝b，7、电容，8、操作箱体，9、固定板，10、第一驱动件，11、主动齿轮，12、从动齿轮，13、齿环，14、螺杆，15、滑槽，16、推动块，17、圆环，18、第二驱动件，19、丝杆，20、齿条，21、弹簧，22、限位块，23、按压块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-14所示，应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，包括平板集磁器本体1，平板集磁器本体1上开设有凸槽2，凸槽2处安放有线圈3，凸槽2的形状为螺旋状，平板集磁器本体1上沿径向开设有狭缝4，狭缝4分为集磁器狭缝a5以及集磁器狭缝b6，平板集磁器本体1的形状为圆台形，平板集磁器本体1的中间部位开设有中心孔，线圈3的两端分别安装有电容7；
线圈3的匝数为15匝，截面为6*8mm，线圈3与凸槽2以及上表面间的距离均为1.2mm，平板集磁器本体1的高度为10mm，平板集磁器本体1的下表面半径为上表面半径的一半。
将整个线圈3嵌入到平板集磁器本体1里，并且线圈3与凸槽2以及上表间的距离均为1.2mm，集磁器高度为10mm，下表面半径为上表面半径的一半；
当线圈3中通过瞬间电流时，在平板集磁器本体1中会感应出涡流，并在平板集磁器本体1表面上面形成感应电流如图6所示，从图6和图7可看到电流矢量往顺时针方向流动。电流在靠近集磁器外缘和中心孔缘处较小，在内外缘之间的中间环形带较大。由于平板集磁器本体1沿径向开一条狭缝4，如图7所示，平板集磁器本体1上表面电流通过集磁器狭缝a面流向平板集磁器本体1下表面。从图11可以看到，电流均向中心孔方向流动，平板集磁器本体1上表面电流中间环形带的大电流集中流向了靠近中心孔缘的区域。
图8和图9所示为平板集磁器本体1下表面的电流矢量分布及流向模拟图，电流从集磁器狭缝a面流向平板集磁器本体1下表面后沿顺时针方向流动。此时平板集磁器本体1下表面的电流密度比上表面增大了，但在平板集磁器本体1的狭缝4处中断了。
图13所示为平板集磁器本体1下表面电流通过集磁器狭缝b面流回平板集磁器本体1的上表面。此时，下表面中心孔缘区域的高密度电流又向上表面的中间区域流动，至此完成了电流的循环流动。
从图10和12可知平板集磁器本体的凸槽同样有涡流产生。
平板集磁器本体1的凸槽2上涡流电流矢量也是往顺时针方向流动。电流在靠近平板集磁器本体1外缘和中心孔缘处较小，在内外缘之间的中间环形带较大，在靠近集磁器狭缝a处往下汇集至集磁器狭缝a，流至平板集磁器本体1下表面再经集磁器狭缝b回到上表面完成了凸槽2上涡流的循环流动，平板集磁器本体1以及线圈3可根据实际的使用需求进行改变，尺寸变化也可实现提高集磁力，提高驱动片受力的效果。
实施例1
第一组：
2mm宽线圈3+6mm宽凸槽2平板集磁器本体1；
其中保证线圈3与平板集磁器本体1下表面距离为1.2mm，2mm宽线圈3与凸槽2平板集磁器本体1下表面以及凸槽2部分左右两边距离为1.2mm，故设置平板集磁器本体1凸槽2厚度为6mm。
实施例2
第二组：
4mm宽线圈3+4mm宽凸槽2平板集磁器本体1；
其中保证线圈3与平板集磁器本体1下表面距离为1.2mm，4mm宽线圈3与凸槽2平板集磁器本体1下表面以及凸槽2部分左右两边距离为1.2mm，故设置平板集磁器本体1凸槽2厚度为4mm。
实施例3
第三组：
6mm宽线圈3+2mm宽凸槽2平板集磁器本体1；
其中保证线圈3与平板集磁器本体1下表面距离为1.2mm，6mm宽线圈3与凸槽2平板集磁器本体1下表面以及凸槽2部分左右两边距离为1.2mm，故设置平板集磁器本体1凸槽2厚度为2mm。
实施例4
如图15-19所示，平板集磁器本体1安装在操作箱体8上；
操作箱体8的内部安装有推动机构；
推动机构包括：固定板9、第一驱动件10、主动齿轮11、若干个从动齿轮12、齿环13以及推出结构；
固定板9安装在操作箱体8上，第一驱动件10嵌装在操作箱体8的内部，主动齿轮11套装在第一驱动件10的驱动端上，若干个从动齿轮12可旋转的安装在固定板9上，齿环13可旋转的安装在操作箱体8的内部，且分别与主动齿轮11以及从动齿轮12相互啮合，推出结构安装在操作箱体8上。
在具体实施过程中，需要说明的是，当平板集磁器本体1在对物料进行压制时，平板集磁器本体1需要放置在操作箱体8的内部进行使用，让需要对平板集磁器本体1进行拆卸或者更换时，通过第一驱动件10开始进行转动，带动主动齿轮11开始旋转，由于齿环13的内侧以及外侧均设置有卡齿，且主动齿轮11与齿环13相互啮合，齿环13与从动齿轮12相互啮合，当主动齿轮11旋转，进而使得若干个从动齿轮12随之旋转，然后通过推出结构对平板集磁器本体1进行推出，便于对平板集磁器本体1的更换。
作为优选的，更进一步的，推出结构包括：若干个螺杆14、若干个滑槽15以及若干个推动块16；
若干个螺杆14分别可旋转的安装在若干个从动齿轮12以及固定板9上，若干个滑槽15分别可开设在操作箱体8上，若干个推动块16分别螺接在若干个螺杆14的外壁外侧。
在具体实施过程中，需要说明的是，当若干个从动齿轮12开始转动的时候，固定板9以及从动齿轮12上的螺杆14开始旋转，在若干个滑槽15的限位下，使得推动块16向外侧进行移动，进而对平板集磁器本体1进行推出，方便工作人员对平板集磁器的更换，更换完成后，第一驱动件10带动从动齿轮12复位，使得推动块16归位。
作为优选的，更进一步的，若干个推动块16的一端分别安装有限位条。
在具体实施过程中，需要说明的是，推动块16上的限位条与花菜相互匹配，保证了推动块16移动的可实施性。
作为优选的，更进一步的，操作箱体8的内部还安装有限位机构；
限位机构包括：圆环17、第二驱动件18、丝杆19、齿条20以及按压结构；
圆环17可旋转的安装在操作箱体8的内部，圆环17的外侧设置有若干个齿牙，第二驱动件18嵌装在操作箱体8的内部，丝杆19的一端连接在第二驱动件18的驱动端上，齿条20螺接在丝杆19的外壁外侧，且与齿环13上的齿牙相互啮合，按压结构安装在操作箱体8的内部。
在具体实施过程中，需要说明的是，工作人员对平板集磁器本体1更换完成后，需要对平板集磁器本体1进行安装，将平板集磁器本体1的外缘部位与操作箱体8的内孔贴合，然后随着从动齿轮12以及螺杆14带动推动口的复位向箱体内部进行推动，推动到合适的位置后，第二驱动件18开始旋转，进而使得丝杆19移动，使得丝杆19开始在操作箱体8的内部进行移动从而驱动圆环17进行转动，进一步带动按压结构下降，进而完成对平板集磁器本体1的固定。
作为优选的，更进一步的，按压结构包括：若干个弹簧21、若干个限位块22以及若干个按压块23；
若干个弹簧21的一端安装在操作箱体8内部的内腔中，若干个限位块22的一端安装在若干个弹簧21的另一端，若干个按压块23分别安装在圆环17的内侧。
在具体实施过程中，需要说明的是，在齿板带动圆环17的转动下，圆环17内侧的按压块23随之进行移动，进而对限位块22进行按压，限位块22则开始做下降运动，对平板集磁器本体1的一端进行固定限位，当进行拆卸时，在第二驱动件18、齿板以及圆环17的作用下使得按压块23复位，限位块22在弹簧21的作用下进行复位，然后第一驱动件10、从动齿轮12以及螺杆14的作用下对推动块16进行推动，将平板集磁器本体1进行推出，便于工作人员的拆装，提高了安装以及拆卸的效率。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.应用于电磁脉冲轴向压制的螺旋槽式平板集磁器，包括平板集磁器本体，其特征在于，所述平板集磁器本体上开设有凸槽，所述凸槽处安放有线圈，所述凸槽的形状为螺旋状，所述平板集磁器本体上沿径向开设有狭缝，所述狭缝分为集磁器狭缝a以及集磁器狭缝b，所述平板集磁器本体的形状为圆台形，所述平板集磁器本体的中间部位开设有中心孔，所述线圈的两端分别安装有电容；所述平板集磁器本体的下表面半径为上表面半径的一半；
所述平板集磁器本体安装在操作箱体上；
所述操作箱体的内部安装有推动机构；
所述推动机构包括：固定板、第一驱动件、主动齿轮、若干个从动齿轮、齿环以及推出结构；
所述固定板安装在操作箱体上，所述第一驱动件嵌装在操作箱体的内部，所述主动齿轮套装在第一驱动件的驱动端上，若干个所述从动齿轮可旋转的安装在固定板上，所述齿环可旋转的安装在操作箱体的内部，且分别与主动齿轮以及从动齿轮相互啮合，所述推出结构安装在操作箱体上；
所述齿环的内侧以及外侧均设置有卡齿；
所述推出结构包括：若干个螺杆、若干个滑槽以及若干个推动块；
若干个所述螺杆分别可旋转的安装在若干个所述从动齿轮以及固定板上，若干个所述滑槽分别可开设在操作箱体上，若干个所述推动块分别螺接在若干个所述螺杆的外壁外侧；
若干个所述推动块的一端分别安装有限位条；
所述操作箱体的内部还安装有限位机构；
所述限位机构包括：圆环、第二驱动件、丝杆、齿条以及按压结构；
所述圆环可旋转的安装在操作箱体的内部，所述圆环的外侧设置有若干个齿牙，所述第二驱动件嵌装在操作箱体的内部，所述丝杆的一端连接在第二驱动件的驱动端上，所述齿条螺接在丝杆的外壁外侧，且与齿环上的齿牙相互啮合，所述按压结构安装在操作箱体的内部；
所述按压结构包括：若干个弹簧、若干个限位块以及若干个按压块；
若干个所述弹簧的一端安装在操作箱体内部的内腔中，若干个所述限位块的一端安装在若干个所述弹簧的另一端，若干个所述按压块分别安装在圆环的内侧；
还包括：所述线圈的匝数为15匝，截面为 6*8 mm，所述线圈与凸槽以及上表面间的距离均为1.2mm，所述平板集磁器本体的高度为10mm。
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