CN205438838U - 一种改善反压式磁瓦变形的成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，属于磁瓦加工模具领域。本实用新型包括上模、中模、下模和滤水层，上模上均匀开设有贯穿上模厚度的吸水孔，上模底部为向外凸起的内弧成型面，内弧成型面是弧心角为α的圆弧面；滤水层位于内弧成型面下方；中模内部开设有模腔，下模在模腔内做上下运动；下模包括顶部的不导磁层和位于不导磁层下方的导磁层，不导磁层的上表面为向内凹陷的外弧成型面，外弧成型面是弧心角为γ的圆弧面，γ的大小为15°～60°，且0°≤α≤γ/2；本实用新型可以有效改善反压式磁瓦容易收缩开裂、强度较低、变形较大、后续加工难度大、产品合格率低等不足，提高了加工合格率。

Description

一种改善反压式磁瓦变形的成型模具

技术领域

本实用新型涉及磁瓦加工模具技术领域，更具体地说，涉及一种改善反压式磁瓦变形的成型模具。

背景技术

磁瓦主要用在永磁直流电机中，永磁电机中的永磁磁瓦做为励磁源，提供电枢反应的定子磁场，它能够在旋转的电机绕组中感应出电势，可使电机具有结构简单、维修方便、重量轻、体积小、使用可靠、能耗小等优势。随着经济水平的提高，磁瓦的市场需求量剧增，企业竞争日益加剧，如何提高磁瓦产品的成品率，降低生产成本将是企业面临的重大挑战。

磁瓦产品使用环境多样，有的做定子使用，磁瓦产品内弧表面磁场强度大于外弧表面磁场强度，在成型模具中进行压制时是外弧向上内弧向下压制产品，称为正压式磁瓦；有的做转子使用，则要求磁瓦外弧表面磁场强度大于内弧表面磁场强度，在成型模具中进行压制时是内弧向上外弧向下压制产品，称为反压式磁瓦。采用现有的成型模具生产反压式磁瓦时，发现反压式磁瓦在后续烧结过程中存在容易收缩开裂、强度较低、变形较大、后续加工难度大、产品合格率低等问题，给生产带来了严重的经济损耗，因此如何对磁瓦的成型模具进行改进，提高成型模具对反压式磁瓦的加工良率成为亟待解决的难题。

关于对磁瓦成型模具的优化，现有技术中已有相关专利公开，例如中国专利申请号：2011202739081，申请日：2011年7月30日，发明创造名称为：具有下走水孔的磁瓦成型模具，该申请案公开了一种具有下走水孔的磁瓦成型模具，包括上模、模窗、下冲头和模腔，上模中部均布设有上模抽水孔，上模的底部上模弧面上设有上模过滤材料层；下冲头弧面上设有下冲头过滤材料层，下冲头弧面两侧分别设有至少一排下走水孔，下走水孔以模腔圆弧面的圆心为中心呈辐射状排列，下走水孔底部设置有一连通的排水凹槽，下冲头内部设置有贯通底部的排水孔，排水孔与排水凹槽相连通，水从排水孔流出。该申请案在压制成型时，能够及时排出模具内的水分，避免因排水困难而影响坯体上、下部的密度一致性，提高了成型性能和成型效率；但该申请案却无法针对反压式磁瓦的成型质量作出有益改进，无法解决反压式磁瓦成型后易于开裂、强度较低、变形较大的问题，仍需要进一步优化。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中反压式磁瓦存在容易收缩开裂、强度较低、变形较大、后续加工难度大、产品合格率低等不足，提供了一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，采用本实用新型加工出的反压式磁瓦可以有效避免以上问题，提高了产品加工合格率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，包括上模、中模和下模，还包括滤水层，所述上模上均匀开设有贯穿上模厚度的吸水孔，上模底部为向外凸起的内弧成型面，所述内弧成型面是弧心角为α的圆弧面；所述滤水层位于内弧成型面下方；

所述中模内部开设有模腔，所述下模在模腔内做上下运动；所述下模包括顶部的不导磁层和位于不导磁层下方的导磁层，所述不导磁层的上表面为向内凹陷的外弧成型面，所述外弧成型面是弧心角为γ的圆弧面，γ的大小为15°～60°，且0°≤α≤γ/2。

作为本实用新型更进一步的改进，所述下模与模腔的内壁之间为间隙配合。

作为本实用新型更进一步的改进，所述下模与模腔内壁之间的间隙不大于0.02mm。

作为本实用新型更进一步的改进，所述上模的材质为强导磁材料。

作为本实用新型更进一步的改进，所述中模的材质为不导磁材料。

作为本实用新型更进一步的改进，所述下模上靠近不导磁层的一端周向设置有一圈密封槽。

作为本实用新型更进一步的改进，所述密封槽的顶部平面与外弧成型面向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为7～10mm。

作为本实用新型更进一步的改进，所述不导磁层的厚度为1～8mm。

作为本实用新型更进一步的改进，所述密封槽内设置有密封垫圈。

作为本实用新型更进一步的改进，所述密封垫圈的厚度为2～3mm

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，包括上模、中模和下模，中模的材质为不导磁材料，下模包括顶部的不导磁层和位于不导磁层下方的导磁层，不导磁层的厚度为1～8mm，具体为不导磁层两侧部位的厚度大于中心部位的厚度，且中心部位向两侧部位的厚度是逐渐加厚的；下模采用不导磁层和导磁层的内部镶嵌结构，由于其磁导率的不同使得磁力线在穿过不同界面时发生分布偏移，同时不导磁层采用两边厚中间薄的设计，厚度较大的部位磁力线的穿透能力较弱，厚度较薄的部位磁力线的穿透能力较强，从而使得磁力线的分布方向朝中心方向集中，同时由于中模的材质为不导磁材料，进一步避免了磁力线向中模两侧位置发散，使得磁力线能够集中分布于待成型产品上，成型效果得到提高。

(2)本实用新型的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，下模上靠近不导磁层的一端周向设置有一圈密封槽，密封槽内设置有密封垫圈，密封垫圈为环状结构，套设在密封槽内，且生产加工时密封垫圈的边缘可以与模腔的内壁紧密接触，压制浆料时更能有效避免浆料下移，从下模与模腔内壁之间的间隙中溢出，有利于提高生产效益。

(3)本实用新型的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，内弧成型面是弧心角为α的圆弧面，外弧成型面是弧心角为γ的圆弧面，γ的大小为15°～60°，且0°≤α≤γ/2，采用本实用新型加工出的反压式磁瓦，磁瓦内弧面的弧心角α较小、产生的结构收缩力较小，能有效改善反压式磁瓦因磁场取向与结构收缩取向的明显不一致导致变形开裂问题，改善了产品成型质量，提高了产品加工合格率。

(4)本实用新型的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，内弧成型面是弧心角为α的圆弧面，外弧成型面是弧心角为γ的圆弧面，且γ的大小为15°～60°，本实用新型适用于多级磁瓦的加工，尤其适用于6级及以上磁瓦的加工，例如6级、8级、12级、24级磁瓦的加工等，采用本实用新型加工出的反压式磁瓦，磁瓦内弧面与实际使用要求的形状差异较小，可以使得内弧面的后续磨加工量较小，从而较低生产成本，且本实用新型结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为实施例1的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具的结构示意图；

图2为实施例1中上模的结构示意图；

图3为实施例1中下模的结构示意图；

图4为实施例1的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具的使用状态示意图；

图5为实施例2中上模的结构示意图；

图6为使用实施例1的成型模具加工出的磁瓦的结构示意图；

图7为使用实施例2的成型模具加工出的磁瓦的结构示意图；

图8为现有技术中反压式磁瓦的磁场取向示意图；

图9为现有技术中反压式磁瓦的结构收缩取向示意图；

图10为现有技术中正压式磁瓦的磁场取向示意图；

图11为现有技术中正压式磁瓦的结构收缩取向示意图。

示意图中的标号说明：1、上模；101、吸水孔；102、内弧成型面；103、滤水层；2、中模；201、模腔；3、下模；301、外弧成型面；302、不导磁层；303、密封槽；4、磁瓦。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1～图11所示，本实施例的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，包括上模1、中模2和下模3，还包括滤水层103，其中上模1的材质为强导磁材料，且上模1上均匀开设有贯穿上模1厚度的吸水孔101，上模1底部为向外凸起的内弧成型面102，该内弧成型面102是弧心角为α的圆弧面；滤水层103位于内弧成型面102下方。

中模2的材质为不导磁材料，中模2内部开设有模腔201，模腔201为通孔，生产加工时下模3即是在模腔201内做上下运动；下模3包括顶部的不导磁层302和位于不导磁层302下方的导磁层，不导磁层302的上表面为向内凹陷的外弧成型面301，外弧成型面301是弧心角为γ的圆弧面，γ的大小为15°～60°，且0°≤α≤γ/2；下模3与模腔201的内壁之间为间隙配合，且下模3与模腔201内壁之间的间隙不大于0.02mm，具体在本实施例中，下模3与模腔201内壁之间的间隙为0.01mm。

不导磁层302的厚度为1～8mm，具体为不导磁层302两侧部位的厚度大于中心部位的厚度，在本实施例中不导磁层302两侧部位的厚度为8mm，中心部位的厚度为1mm，且中心部位向两侧部位的厚度是逐渐加厚的；本实施例中下模3采用不导磁层302和导磁层的内部镶嵌结构，由于其磁导率的不同使得磁力线在穿过不同界面时发生分布偏移，同时不导磁层302采用两边厚中间薄的设计，厚度较大的部位磁力线的穿透能力较弱，厚度较薄的部位磁力线的穿透能力较强，从而使得磁力线的分布方向朝中心方向集中，同时由于中模2的材质为不导磁材料，进一步避免了磁力线向中模2两侧位置发散，使得磁力线能够集中分布于待成型产品上，成型效果得到提高。

为进一步保证成型效果，本实施例中下模3上靠近不导磁层302的一端周向设置有一圈密封槽303，密封槽303的顶部平面与外弧成型面301向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为7～10mm，且该密封槽303内设置有密封垫圈，密封垫圈的厚度为2～3mm；具体在本实施例中h的大小为7mm，密封垫圈的厚度为2mm，密封垫圈为环状结构，套设在密封槽303内，且生产加工时密封垫圈的边缘可以与模腔201的内壁紧密接触。

本实施例实际生产加工时如图4所示，将浆料注入内弧成型面102和外弧成型面301之间，然后上模1向下、下模3向上对浆料进行压制，浆料中的水分从吸水孔101内被排出，滤水层103则能有效避免浆料的外溢；同理，下模3上设置有密封垫圈，密封垫圈边缘可以与模腔201的内壁紧密接触，压制浆料时更能有效避免浆料下移，避免浆料从下模3与模腔201内壁之间的间隙中溢出，有利于提高生产效益；压制结束以后，内弧成型面102和外弧成型面301之间的成型结构即为加工出的磁瓦4(如图6所示)，且磁瓦4的内弧面的弧心角为α，磁瓦4的外弧面的弧心角为γ。

值得注意的是，本实施例中加工出的磁瓦4为内弧面向上、外弧面向下的反压式，技术人员在生产实践中发现，这种反压式的磁瓦4存在着后续烧结易开裂、强度较低、变形较大、合格率低等问题，主要是磁瓦4表面容易产生隐形裂纹和由此产生的掉块现象，究其原因，是由于行业内成型加工时磁场取向是从上向下呈密集式分布(如图8和图10所示，箭头方向为磁场取向)，磁场分布越密集则磁场强度越大；现有技术中压制成型的磁瓦4通常采用内弧面和外弧面同弧度的结构设计，而反压式的磁瓦4由于自身弧形结构的特性，产生向上、向内收缩的结构取向力(如图9所示，箭头方向为结构收缩取向)，而这恰与成型过程中的磁场取向力方向相反(如图8所示，箭头方向为磁场取向)，磁场取向与结构收缩取向的明显不一致导致反压式的磁瓦4存在强度较低、变形程度大、易于开裂的问题，需要说明的是，由于正压式的磁瓦4压制时是内弧面向下、外弧面向上进行压制，其结构收缩取向(如图11所示，箭头方向为结构收缩取向)与磁场取向(如图10所示，箭头方向为磁场取向)相一致，因此正压式的磁瓦4不存在严重的变形开裂问题。

针对以上问题，技术人员对如何改善反压式磁瓦4的成型质量进行了深入分析，发现关键在于减小反压式磁瓦4磁场取向与结构收缩取向的不一致性，即可以通过尽量减小结构收缩来实现；反压式磁瓦4内弧面的弧心角α相对于外弧面的弧心角γ而言越小，则产生的结构收缩力越小，磁场取向与结构收缩取向的取向异性越小；反应在成型模具中，即是本实施例中的内弧成型面102的弧心角α相对于外弧成型面301的弧心角γ而言越小，则加工出的反压式磁瓦4质量越好；需要注意的是，采用本实施例加工的反压式磁瓦4还需要经过后续磨加工处理，将内弧面进行一定量的磨加工，使得最终内弧面和外弧面的弧度相匹配，满足实际使用要求，若是成型加工时反压式磁瓦4的内弧面形状与实际使用要求形状差异较大时，则后续磨加工量相应较大。因此本实施例的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具更适用于多级磁瓦的成型加工，尤其适用于6级及以上磁瓦的成型加工，例如6级、8级、12级、24级磁瓦的加工等，因为多级磁瓦的外弧面的弧心角γ较小，为15°～60°，采用本实施例的成型模具进行加工，则加工出的磁瓦4的内弧面与实际使用要求的形状差异较小，可以使得内弧面的后续磨加工量较小，生产成本较低，同时由于内弧面的弧心角α较小、产生的结构收缩力较小，能有效改善反压式磁瓦4的变形开裂问题，可谓一举多得，改善了产品质量，提高了生产效益。具体在本实施例中，外弧成型面301的弧心角γ为60°，内弧成型面102的弧心角α为30°。

实施例2

同实施例1，所不同的是，本实施例中下模3与模腔201内壁之间的间隙为0.005mm，密封槽303的顶部平面与外弧成型面301向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为10mm，密封垫圈的厚度为3mm。

本实施例中内弧成型面102的弧心角α为0°，此时内弧成型面102为平面(如图5所示)，使用本实施例加工出的反压式磁瓦4内弧面也为平面(如图7所示)，已经不存在弧形结构导致的收缩取向问题，完全避免了结构收缩取向与磁场取向不一致的问题，对于改善因取向异性导致的收缩开裂、变形大等问题是最佳方案。

实施例3

同实施例1，所不同的是，本实施例中下模3与模腔201内壁之间的间隙为0.02mm，密封槽303的顶部平面与外弧成型面301向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为8mm，密封垫圈的厚度为2.5mm，外弧成型面301的弧心角γ为30°，内弧成型面102的弧心角α为15°。

实施例4

同实施例1，所不同的是，本实施例中下模3与模腔201内壁之间的间隙为0.015mm，密封槽303的顶部平面与外弧成型面301向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为8.5mm，密封垫圈的厚度为2.5mm，外弧成型面301的弧心角γ为45°，内弧成型面102的弧心角α为0°。

实施例5

同实施例1，所不同的是，本实施例中外弧成型面301的弧心角γ为15°，内弧成型面102的弧心角α为7°。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，包括上模(1)、中模(2)和下模(3)，其特征在于：还包括滤水层(103)，所述上模(1)上均匀开设有贯穿上模(1)厚度的吸水孔(101)，上模(1)底部为向外凸起的内弧成型面(102)，所述内弧成型面(102)是弧心角为α的圆弧面；所述滤水层(103)位于内弧成型面(102)下方；

所述中模(2)内部开设有模腔(201)，所述下模(3)在模腔(201)内做上下运动；所述下模(3)包括顶部的不导磁层(302)和位于不导磁层(302)下方的导磁层，所述不导磁层(302)的上表面为向内凹陷的外弧成型面(301)，所述外弧成型面(301)是弧心角为γ的圆弧面，γ的大小为15°～60°，且0°≤α≤γ/2。

2.根据权利要求1所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述下模(3)与模腔(201)的内壁之间为间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述下模(3)与模腔(201)内壁之间的间隙不大于0.02mm。

4.根据权利要求1所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述上模(1)的材质为强导磁材料。

5.根据权利要求1所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述中模(2)的材质为不导磁材料。

6.根据权利要求1所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述下模(3)上靠近不导磁层(302)的一端周向设置有一圈密封槽(303)。

7.根据权利要求6所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述密封槽(303)的顶部平面与外弧成型面(301)向内凹陷的最低位置之间的距离为h，h的大小为7～10mm。

8.根据权利要求1所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述不导磁层(302)的厚度为1～8mm。

9.根据权利要求6所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述密封槽(303)内设置有密封垫圈。

10.根据权利要求9所述的一种改善反压式磁瓦变形的成型模具，其特征在于：所述密封垫圈的厚度为2～3mm。