CN1258780C - 一种径轴向两用磁场注射成形机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种径轴向两用磁场注射成形机，由注射装置、合模装置、取向电磁体、液压传动及电气控制系统五部分组成；其特征在于：线包(1)以底部导柱支撑方式置于底部支撑导柱(4)上，线包(1)与移动油缸(5)用连杆连接，并通过线包移动油缸(5)的作用在导柱(4)上实现自由平稳地滑动；线包(1)内的励磁线圈2采用的是内冷式铜管，并由带有电源吸收回路的控制柜(3)控制取向时间及取向电流；在线圈(2)内设有两组磁轭11和中心磁轭12。本发明的优点在于：实现了一机两用，提高了取向磁场强度、散热速度。

Description

一种径轴向两用磁场注射成形机

技术领域

本发明属于注射成形技术领域，特别是提供了一种注射成形钕铁硼磁体的一种径轴向两用磁场注射成形机，实现了一机两用。

背景技术

Nd-Fe-B等稀土永磁材料性能优异，得到广泛应用。但随着技术的进步，对磁体的尺寸要求越来越小，性能及精度越来越高，形状越来越复杂，因而需要大力发展各向异性注射成形粘结稀土磁体，在我国这种产品主要依赖从国外进口。制约此项技术的关键因素是高性能磁场注射成形机的制造。

目前国内外磁场注射成形，从结构上分主要有三大类：

1.在模具上安放电磁线圈(内置式)

此种结构由于受模具结构和体积的限制，其制作工艺复杂，磁场强度低(仅为0.6-0.7MA/m)，制得的产品磁性能低，现已基本不采用；

2.在注射机的定模板和动模板中放置电磁线圈

由于线圈占用了模板的使用面积，使得模板的有效使用面积减少，同时操作也不是很方便；再者，由于线圈的大小也受到限制，得到的最大取向磁场强度亦不会很大。

3.在模板外部放置电磁线圈

它主要是将线圈放置在注射机锁模机构的外面，从而使得其空间容积不再受注射机构的制约，可大大提高了电磁线圈的性能。现今生产的磁场注射成形机也太多采用此种方式。

从线圈材质上来说，它们均普遍采用扁平铜线。而这种结构的线圈散热效果不好，因而其工作电流密度一般较小，因为当线圈加大电流时，线圈温升大，电阻增加，使磁场强度变得不稳定，从而影响产品的性能稳定性。

从线圈支撑结构上来说，现有的磁场注射成形机大多采用的是导柱固定支撑方式。这种结构会使导柱由于长时间的受力而发生变形，从而使线圈与模板之间的位置发生变化，出现线圈碰撞模板的现象；若线圈设计过大，会给操作者取出产品造成困难。

从励磁电流来讲，一般采用单相交流电供电。一方面由于取向线圈电流较大，会使电网三相电不平衡，并且单相供电整流后，波纹系数较大；另一方面，线圈因频繁的通断电，将产生很高的自感电势，它不仅会损坏电源，而且还会影响生产时每次磁场取向时间的准确性，从而使产品的均一性受到影响。

从功能上讲，目前所有的磁场注射成形机均只具有单一的轴向取向的功能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种注射成形钕铁硼磁体的一种径轴向两用磁场注射成形机，解决国内外现有磁场注射成形机存在的取向磁场强度不高、线圈散热效果不好、温升较大、线圈承重结构不合理及线圈电感对电网冲击大等问题。

本发明由注射装置、合模装置、取向电磁体、液压传动及电气控制系统五部分组成。其特征在于：线包1以底部导柱支撑方式置于底部支撑导柱4上，并通过线包移动油缸5的作用在导柱4上实现自由平稳地滑动。线包1与移动油缸5用连杆连接，线包1内的励磁线圈2采用的是内冷式铜管，并由带有电源吸收回路的控制柜3自动或手动控制取向时间及取向电流的大小。在线圈2内设有两组磁轭11和中心磁轭12，通过线圈2中磁轭11及模具13可以获得轴向取向，在模具13中专设有中心磁轭12，中心磁轭12与轴向方向的磁力线垂直，并通过中心磁轭12可获得径向取向磁场。

本发明在设计上采用了如下技术手段：

1、采用内冷式多单元组合励磁线圈2

本发明采用空心铜线管代替传统的扁平铜带，为了克服因铜线较长、线径较细，冷却水难以通过的缺点，又将线圈制成多单元组合式，以降低单组线长，减小冷却水的通过压力。这种结构的线圈可以获得较大的电流密度及稳定取向磁场强度。

2、线圈内部设有两组磁轭

为克服电磁线圈只能形成轴向磁场的缺陷，本设计在线圈内部设有两组磁轭，通过中心磁轭可将轴向磁场变换为径向磁场，通过与模具结构的相互配合，可制作出径向取向磁体，从而达到在一台机子同时可以实现轴向取向或径向取向的目的。磁轭具体设计方案见图2。

3、采用线圈底部机座支撑方式

本设计将注射机机架抬高，在机架上设置导柱，将线圈置于导柱上。这种方式有以下优点：

(1)线圈的重量由机架承受，提高了支撑强度，使线圈运动更加平稳，克服了原结构的简支梁结构中不稳定的缺点。

(2)通过导柱机构将线圈与机架连接，线圈的支撑点距离线圈移动油缸的作用力矩点较近，减少了线圈移动过程的力矩，有利于线圈的平稳移动，从而提高导柱寿命。

另外，通过专门设计的线圈移动油缸，并以抽插芯的方式自动控制线圈的移动。在成形时，将线圈移至模具外部，通过定、动模板将磁场导入模具内部，这样可以使其漏磁最小；成形后，再通过取向线圈上的移动油缸将线圈移开，使得取出制品非常方便。在进行各向同性磁性塑料加工时，又可将线圈放置于设备的一端，操作非常方便。

4、采用三相交流电供电及独特的电源吸收回路设计

传统的取向电源通常都是采用单相交流电供电，由于取向线圈电流较大，会使电网三相电不平衡，并且单相供电整流后，波纹系数较大。本设计采用的三相交流电供电系统，可保证三相电的平衡，对于电网冲击较小，同时又降低了波纹系数。见图3。

电源吸收回路原理是：每次切断取向线圈电流时，由于电流的突变，线圈自感的作用会形成一个自感电动势，通过回路中的泄放控制管将自感电动势引入电源，由于交流电源的容量很大，因此很快就可吸收自感电动势，而对其它无任何影响，从而减少了线圈自感电动势对电路的冲击，使得取向操作时间准确。

另外，考虑到粘结磁性材料的磁粉填充率高、粘度大、流动性能差，且磁粉是一种比较坚硬的材料，对机筒螺杆的磨损非常大，因此我们采用渐变型螺杆，其材质采用合金轴承钢双金属化处理新工艺制成的螺杆代替普通常用的表面渗氮材质螺杆。使螺杆不仅耐磨，而且具有一定的韧性，可以在材料粘度过大时，通过瞬间加大驱动负荷的方法保护螺杆不被抱死。

本发明的优点在于：实现了一机两用，提高了取向磁场强度、线圈散热速度。

附图说明

图1为本发明径轴向两用磁场注射成形机的结构示意图。其中，线包1、励磁线圈2、控制柜3、导柱4、移动油缸5、料筒6、射台7、定模板8、动模板9、锁模机构10。线包1以底部导柱支撑方式置于底部支撑导柱4上，并通过线包移动油缸5的作用在导柱4上实现自由平稳地滑动。线包1内的励磁线圈2采用的是内冷式铜管，并由带有电源吸收回路的控制柜3自动或手动控制取向时间及取向电流的大小。

图2为同一台设备实现轴向取向及径向取向转换的示意图。其中，磁轭11、中心磁轭12、模具13。a图表示通过线圈2中的两组磁轭11及模具13可以获得轴向取向，b图表示通过在模具13中专设有中心磁轭12，则可获得径向取向磁场。

图3为本发明整流电源的波形图。a为单相整流，b为三相整流。

Claims (1)

1.一种径轴向两用磁场注射成形机，由注射装置、合模装置、取向电磁体、液压传动及电气控制系统五部分组成；其特征在于：线包(1)以底部导柱支撑方式置于底部支撑导柱(4)上，线包(1)与移动油缸(5)用连杆连接，并通过线包移动油缸(5)的作用使线包(1)在导柱(4)上实现自由平稳地滑动；线包(1)内的励磁线圈(2)采用的是内冷式铜管，并由带有电源吸收回路的控制柜(3)控制取向时间及取向电流；在线圈(2)内设有两组磁轭(11)，通过线圈(2)中磁轭(11)及模具(13)可以获得轴向取向；模具(13)中专设有中心磁轭(12)，中心磁轭(12)与轴向方向的磁力线垂直，通过中心磁轭(12)可将轴向磁场变换为径向磁场。

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