CN118073078A - 一种双凸面瓦形磁体的成型模具及磁体制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双凸面瓦形磁体的成型模具及磁体制备方法，属于电机磁体模具领域，包括第一凸面成型块和第二凸面成型块，所述第一凸面成型块内嵌于成型模具的上模，所述第二凸面成型块固定于成型模具的下模，所述第一凸面成型块与第二凸面成型块分别设有方向相反的弧形凹面。第一凸面成型块和第二凸面成型块分别通过其上的弧形凹面成型双凸面瓦形磁体的两个凸面，两个凸面成关于双凸面瓦形磁体呈对称分布，同时第一凸面成型块和第二凸面成型块的弧形凹面也为对称结构，在两个弧形凹面形成的模腔内放入磁粉压铸，能够快速得到双凸面瓦形磁体；并且磁体具有高取向度，能够增强电机性能。

Description

一种双凸面瓦形磁体的成型模具及磁体制备方法

技术领域

本发明涉及一种磁体的成型模具和制备方法，更具体地说，它涉及一种双凸面瓦形磁体的成型模具及磁体制备方法。

背景技术

在现有的瓦形磁体其弧面是同向设置，形成瓦片状结构，如图7所示，该种磁体应用于电机中，会产生较大的噪音，并且在电机中还会占据较大的体积，为了实现电机向小型化、轻量化、高性能化和节能环保方向发展，那些具有磁性能高，体积小，效率高的磁瓦产品，将是今后发展的趋势。同时现有的瓦形磁体采用传统的磨加工使得加工量变大，且加工时容易导致磁体加工时侧翻，加工难度大。

例如：中国专利公告号CN106891000A，公告日为2017年6月27日，发明名称为瓦形磁体成型模具、磁体成型方法及电机磁体，该申请案公开了一种瓦形磁体的成型模具和磁体成型方法，模具包括第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板之间设有相对的凸起部。该方案只能加工形成传统的瓦片状的磁体，并且模具结构复杂，成型方法复杂。

发明内容

本发明克服了缺乏良好的双凸面瓦形磁体成型模具和双凸面瓦形磁体的制备方法的问题，提供了一种双凸面瓦形磁体的成型模具及磁体制备方法，该方案能够快速简单地成型双凸面瓦形磁体，并且制备工艺也十分简单。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种双凸面瓦形磁体的成型模具，包括第一凸面成型块和第二凸面成型块，所述第一凸面成型块内嵌于成型模具的上模，所述第二凸面成型块固定于成型模具的下模，所述第一凸面成型块与第二凸面成型块分别设有方向相反的弧形凹面。第一凸面成型块和第二凸面成型块分别通过其上的弧形凹面成型双凸面瓦形磁体的两个凸面，两个凸面成关于双凸面瓦形磁体呈对称分布，同时第一凸面成型块和第二凸面成型块的弧形凹面也为对称结构，在两个弧形凹面形成的模腔内放入磁粉压铸，能够快速得到双凸面瓦形磁体。

作为优选，所述第二凸面成型块的弧形凹面的相对面设有方向与弧形凹面相反的弧形固定面，且弧形固定面与下模固定连接。第二凸面成型块通过弧形固定面与下模固定连接，因此下模与弧形固定面的连接处也是相同的弧形结构，两者的弧形结构能够增大接触面积，从而增强两者的连接强度，另一方面，由于第二凸面成型块的两侧均为凹面的弧形结构，因此，第二凸面成型块形成“中间细，两侧厚”的结构特点，有利于给双凸面瓦形磁体加磁时候的磁力集中。

作为优选，所述下模两侧设有凹模，所述下模沿上模所在方向可滑动地设置于两凹模之间。凹模主要用于限制下模的横向移动，下模在凹模内滑动可以改变双凸面瓦形磁体的厚度，从而能够生产出不同规格的磁体，适用性广泛。

作为优选，所述凹模远离下模的一侧设置有线包。在两个凹面的两侧还设置有线包，线包为线圈，线包通电以后，能够产生磁场，通过线包产生的磁场使双凸面瓦形磁体内部的磁畴排列均匀，从而使得双凸面瓦形磁体的磁场规律分布，得到符合要求的产品。

作为优选，所述下模或上模的弧形凹面上设有标记凸点。标记凸点设置在弧形凹面的长度方向的端部位置，当双凸面瓦形磁体制备好以后，产品的表面会留有一个凸点标记，用于区分强磁面和弱磁面，避免生产过程及客户装配过程中将双凸面瓦形磁体的内外弧弄错。

作为优选，还包括磨削导轨，所述磨削导轨上设有与弧形凹面相适配的弧形固定凹槽。磨削导轨用于双凸面瓦形磁体的预成型件的固定和磨削，磨削导轨上的弧形固定凹槽与弧形凹面相适配，即弧形固定凹槽与双凸面瓦形磁体的两个凸面相适配，即双凸面瓦形磁体的预成型件能够内置于弧形固定凹槽中，可以防止预成型件在磨削时候，沿宽度方向晃动，避免磨削工艺难度增加和产品不合格率增加，浪费材料和成本。

作为优选，所述第一凸面成型块与第二凸面成型块均为不导磁材料。由于弧形凹面的存在，第一凸面成型块和第二凸面成型块均为“中间薄、两侧厚”的结构特点，第一凸面成型块和第二凸面成型块为不导磁材料，则可以使得线包产生的磁场尽可能多地往第一凸面成型块和第二凸面成型块的中间位置穿过，从而使磁力线往中间聚拢，优化磁路结构，提高双凸面瓦形磁体的取向度。

本发明还提供了一种双凸面瓦形磁体的制备方法：包括如权利要求1所述的成型模具；成型步骤包括：S1：将磁粉注入到上模、下模以及凹模形成的模腔内，将磁粉压铸成预成型件；S2：磁体预成型后，为线包通电加入磁场；S3：将通磁的预成型件进行磨削。将磁粉均匀地注入到模腔内，然后通过在上模与下模之间施加压力，将双凸面瓦形磁体的预成型件压铸成型，然后，双凸面瓦形磁体的预成型件还在模具内时就为线包通电，使得线包的产生的磁力线通过模具时，由不导磁材料制成的第一凸面成型块和第二凸面成型块将磁力线向中间聚拢，从而使得双凸面瓦形磁体的磁畴排列均匀，并且具有高取向度；最后再将预成型件取出，并利用磨削导轨对预成型件进行磨削加工，成为合格的产品，由于预成型件为双凸面形状，故磨削加工时，磨削掉的材料更少，减小了材料和成本的消耗。

作为优选，所述预成型件进行磨削时，使用磨削导轨，将预成型件的双凸面依次固定于弧形固定凹槽中，并对预成型件进行磨削。预成型件的两个凸面需要依次放置在弧形固定凹槽中，然后采用砂轮磨削对烧结变形进行修正，为了防止弧形固定凹槽对磨削好的一面产生印记或者擦痕，弧形固定凹槽可以采用柔性材料或者表面铺设柔性材料，并且能够保证固定良好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）能够制备双凸面瓦形磁体，并且制备方案简单，成型模具结构简单；（2）预成型件具备了产品的外形，磨削加工时削除的料更少，磨削时间更短，加工速度更快，同时节省了材料；（3）通过模具内的不导磁材料来控制线包的磁力线往中间聚拢，能够提高双凸面瓦形磁体的取向度。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明下模的示意图。

图3为本发明双凸面瓦形磁体的俯视图。

图4为本发明磨削导轨与预成型件的示意图。

图5为本发明双凸面瓦形磁体的轴测图。

图6为本发明的对比例预成型件示意图。

图7为本发明的对比例瓦形磁体示意图。

图中：1.第一凸面成型块，2.第二凸面成型块，3.上模，4.下模，5.弧形凹面，6.弧形固定面，7.凹模，8.线包，9.标记凸点，10.磨削导轨，11.弧形固定凹槽，12.预成型件，13.模腔，14.凸点标记，15双凸面瓦形磁体，16.对比例预成型件，17.瓦形磁体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：如图1至图5所示的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，包括上模3和下模4，上模3内设有供第一凸面成型块1放置的长条槽，第一凸面成型块1内置于长条槽内，下模4与上模3的长条槽对应。并且下模4的上部，即靠近上模3的一侧设有第二凸面成型块2，第一凸面成型块1和第二凸面成型块2相适配，第一凸面成型块1和第二凸面成型块2的配合面设有方向相反的弧形凹面5，当第一凸面成型块1和第二凸面成型块2两者配合时，即可以形成双凸面模腔12，从而能够制备双凸面瓦形磁体15。相比于传统的瓦形磁体17，如图7所示，瓦形磁体17两侧的弧面为同向设置，而双凸面瓦形磁体15两侧的弧面反向设置，双凸面瓦形磁体15具有磁性能高、体积小、效率高的特点，能够实现电机的小型化、轻量化、高性能化和节能环保。其中第二凸面成型块2上与弧形凹面5相反的一侧设有弧形固定面6，弧形固定面6的凹陷方向与弧形凹面5的凹陷方向相反，因此与第二凸面成型块2的弧形固定面6连接的下模也需要设置匹配的弧面，下模4的弧面与弧形固定面6配合连接，两者的弧形结构能够增大接触面积，从而增强两者的连接强度，另一方面，由于第二凸面成型块2的两侧均为凹面的弧形结构，因此，第二凸面成型块2形成“中间细，两侧厚”的结构特点，有利于给双凸面瓦形磁体15加磁时候的磁力集中。其中，第一凸面成型块1和第二凸面成型块2为不导磁的材料，具体地，第一凸面成型块1采用45#+镶无磁不锈钢结构设计，第二凸面成型块2采用45#+镶无磁合金钢设计，从而能够形成高取向度的成型模具。

在下模4的两侧设置有凹模7，凹模7将下模4固定于其中，在凹模7上对应于下模4的位置，设置有上模3，使得上模3的第一凸面成型块1和第二凸面成型块2位置对应，第一凸面成型块1、第二凸面成型块2和两侧的凹模7一起形成模腔13，用于成型双凸面瓦形磁体15。在两侧凹模7的外侧还设置有线包8，线包8为若干的环形电线圈，对线包8通电，线包8会产生环形磁场，由于第一凸面成型块1和第二凸面成型块2存在弧形凹面5，使得第一凸面成型块1和第二凸面成型块2均具备“中间细，两侧厚”的结构特点，并且第一凸面成型块1和第二凸面成型块2为不导磁材料，故线包8产生的磁场的磁力线会向第一凸面成型块1和第二凸面成型块2中间聚拢，从而使得双凸面瓦形磁体15的预成型件12内部的磁畴排列均匀，并且具有高取向度，提升了双凸面瓦形磁体15的磁性能。

还需要说明的是，本方案中，在下模4的弧形凹面5上还设置有一个标记凸点9，标记凸点9设置在弧形凹面5的长度方向的端部位置，当双凸面瓦形磁体15制备好以后，产品的表面会留有一个凸点标记14，凸点标记14可用于区分强磁面和弱磁面，避免生产过程及客户装配过程中将双凸面瓦形磁体15的内外弧弄错。其中，标记凸点9也可以设置在上模3的弧形凹面5上，两中实施方案的效果一样，并且强磁面和弱磁面的设置也可以根据实际的生产需求。

当双凸面瓦形磁体15的预成型件12完成以后，需要对预成型件12进行烧结和打磨，其中打磨需要用到磨削导轨10，在磨削导轨10上设有与弧形凹面5相适配的弧形固定凹槽11，磨削导轨10用于双凸面瓦形磁体15的预成型件12的固定和磨削，磨削导轨10上的弧形固定凹槽11与弧形凹面5相适配，即弧形固定凹槽11与双凸面瓦形磁体15的两个凸面相适配，即双凸面瓦形磁体15的预成型件12能够内置于弧形固定凹槽11中，可以防止预成型件12在磨削时候，沿宽度方向晃动，避免磨削工艺难度增加和产品不合格率增加，浪费材料和成本。

通过上述双凸面瓦形磁体15的成型模具，进行双凸面瓦形磁体15的制备，其制备具体方法如下。

首先，将磁粉均匀地注入到上模3、凹模7、下模4形成的模腔13内，通过上模3施加一定的压力，并进行一段时间的保压，对模腔13内的磁粉进行压铸成型，然后成型模具通过线包8加入磁场，使得预成型件12磁畴排列均匀，其次需要对预成型件12进行烧结，使预成型件12具备一定的强度，最后将烧结好的预成型件12放入到磨削导轨10的弧形固定凹槽11中，对预成型件12的两个凸面依次进行磨削，磨削时采用砂轮磨削，对烧结变形进行修正。

其中，为了防止弧形固定凹槽11对双凸面瓦形磁体15磨削好的一面产生印记或者擦痕，弧形固定凹槽11可以采用柔性材料或者表面铺设柔性材料，并且要能够保证固定良好。

上述制备方案，相较于传动的瓦形磁体17的磨削，能够节省磨加工工艺的工序，降低磨削工艺难度，并且还能够节省材料。如图6所示，传统的瓦形磁体17制备通过方形磁体进行磨加工成瓦片状的磁体，一方面是瓦形磁体17的凹面难以磨削加工，另一方面是磨削料更多，造成了过多的材料浪费。如果是采用上述方式进行双凸面瓦形磁体15的制备，依然是采用方形磁体，然后通过磨削加工，加工出两个凸面，同样是加工工序更多，磨削量更大，造成材料利用率更低，此方法只适合开发阶段，少批量地制备磁体。而本方案只对预成型件12进行磨削，磨削量更小，时长更短，效率更高，适合大批量的生产。

实施例2：如图1至图4所示的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其与实施例1不同的是，下模4沿上模3所在方向可滑动地设置与两个凹模7之间。

下模4可在两个凹模7之间滑动，则通过调整下模4的位置，能够改变需要成型的双凸面瓦形磁体15的尺寸，适用于成型各类尺寸的磁体，并且通过上下滑动下模4，还能够起到摇匀磁粉的作用，使得模腔13内的磁粉更加均匀，双凸面瓦形磁体15的成型效果更好，密度均匀，质量和性能更高。

通过该成型模具制备双凸面瓦形磁体15的制备方法如下。

首先将磁粉均匀地注入到上模3、凹模7、下模4形成的模腔13内，完成合模以后，通过多次上下滑动下模4，使模腔13内的磁粉更加均匀，然后将下模4上顶，使磁粉和下模4的弧形凹面5、上模3的弧形凹面5充分接触，然后通过上模3施加一定的压力，并进行一段时间的保压，对模腔13内的磁粉进行压铸成型，然后成型模具通过线包8加入磁场，使得预成型件12磁畴排列均匀，其次需要对预成型件12进行烧结，使预成型件12具备一定的强度，最后将烧结好的预成型件12放入到磨削导轨10的弧形固定凹槽11中，对预成型件12的两个凸面依次进行磨削，磨削时采用砂轮磨削，对烧结变形进行修正。

Claims (10)

1.一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征在于，包括第一凸面成型块和第二凸面成型块，所述第一凸面成型块内嵌于成型模具的上模，所述第二凸面成型块固定于成型模具的下模，所述第一凸面成型块与第二凸面成型块分别设有方向相反的弧形凹面。

2.根据权利要求1所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述第二凸面成型块的弧形凹面的相对面设有方向与弧形凹面相反的弧形固定面，且弧形固定面与下模固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述下模两侧设有凹模，且下模固定在两个凹模之间。

4.根据权利要求2所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述下模两侧设有凹模，所述下模沿上模所在方向可滑动地设置于两凹模之间。

5.根据权利要求3所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述凹模远离下模的一侧设置有线包。

6.根据权利要求1-4任意一条所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述下模或上模的弧形凹面上设有标记凸点。

7.根据权利要求1-4任意一条所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，还包括磨削导轨，所述磨削导轨上设有与弧形凹面相适配的弧形固定凹槽。

8.根据权利要求1-4任意一条所述的一种双凸面瓦形磁体的成型模具，其特征是，所述第一凸面成型块与第二凸面成型块均为不导磁材料。

9.一种如权利要求1-4任意一条所述的双凸面瓦形磁体的制备方法，其特征是，包括如权利要求1所述的成型模具；成型步骤包括：

S1：将磁粉注入到上模、下模以及凹模形成的模腔内，将磁粉压铸成预成型件；

S2：磁体预成型后，为线包通电加入磁场；

S3：将通磁的预成型件进行磨削。

10.根据权利要求8所述的一种双凸面瓦形磁体的制备方法，其特征是，所述预成型件进行磨削时，使用如权利要求6所述的磨削导轨，将预成型件的双凸面依次固定于弧形固定凹槽中，并对预成型件进行磨削。