CN206727745U - 一种小极差方块磁瓦的生坯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小极差方块磁瓦的生坯结构，属于磁瓦加工领域。本实用新型包括弧形生坯本体，弧形生坯本体为中间低、两端高的弧形结构，弧形生坯本体的顶壁和底壁的轮廓线均为向下凹陷的弧线，顶壁的两端分别通过侧壁和底壁相连，弧形生坯本体的侧壁为竖直侧壁，底壁的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°～15°。本实用新型克服现有技术中方块磁瓦两极的表面磁差较大、导致电机工作震动大、噪音明显的不足，通过对磁瓦生坯结构的合理设计，能有效改善磁瓦两极磁差大的现象，有助于降低电机噪音，提高电机的使用性能。

Description

一种小极差方块磁瓦的生坯结构

技术领域

本实用新型涉及磁瓦加工技术领域，更具体地说，涉及一种小极差方块磁瓦的生坯结构。

背景技术

永磁铁氧体磁瓦主要用在永磁直流电机中，永磁电机中的永磁铁氧体做为励磁源，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，因此在变频空调电机、步进电机、伺服电机等领域应用愈加广泛。

目前磁瓦加工需经过生坯压制成型-烧结-研磨等工序最终成型，行业内对磁瓦生坯的压制有湿法成型和干法成型两种，其中湿法成型普遍采用轴向充磁方式，即磁场方向与压制成型方向平行，使得生坯在后续烧结变形过程中磁瓦两极的表面磁差比较大，这种大极差磁瓦实际使用时，尤其是作为转子在电机中使用时，会导致电机工作震动大、噪音明显，使用性能不稳定。如何改善磁瓦的极差现象、降低电机使用噪音是行业内急需解决的问题。

经检索，关于对磁瓦极差问题的改善研究已有专利公开，如中国专利申请号：2009103019047，申请日：2009年4月28日，发明创造名称为：永磁铁氧体二极转子的制造方法，该申请案公开了一种采用湿法成型的永磁铁氧体二极转子的制造方法。该申请案通过以下方案得以实施的：用永磁铁氧体二极转子湿法成型的工艺，成型方向、磁场方向以及二极转子的主轴方向两两垂直；压制的圆柱体毛坯静置烘干，然后将所制得的二极转子毛坯，放入电窑中烧结。该申请案有助于避免轴向充磁时二极转子两极产生的表磁差较大，电机工作不稳的问题。

又如中国专利申请号：201020563106X，申请日：2010年10月15日，发明创造名称为：一种永磁铁氧体方块两面表磁差小于50高斯的模具，该申请案公开了一种永磁铁氧体方块两面表磁差小于50高斯的模具，包括上模、中模和下模，上模基体上开设有与中模模腔相匹配的孔腔，孔腔内由过盈配合镶嵌有铁芯块，铁芯块与下凸模对应面组成上模工作平面。上模基体采用不导磁材料为材质，铁芯块采用强导磁工业纯铁为质材。该申请案通过减小铁氧体方块两面表磁差来解决铁氧体方块两面表磁间存在的差异。

综上所述，以上申请案均有助于改善磁瓦的极差现象，但以上申请案分别对加工工艺及加工模具进行调整，与常规的加工过程相比变动较大，难以迅速推广应用，且导致生产成本有所增加。

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磁瓦两极的表面磁差较大、导致电机工作震动大、噪音明显的不足，提供了一种小极差方块磁瓦的生坯结构，通过对磁瓦生坯结构的合理设计，能有效改善磁瓦两极磁差大的现象，有助于降低电机噪音，提高电机的使用性能。

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：

本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，包括弧形生坯本体，弧形生坯本体为中间低、两端高的弧形结构，弧形生坯本体的顶壁和底壁的轮廓线均为向下凹陷的弧线。

更进一步地，顶壁的两端分别通过侧壁和底壁相连，弧形生坯本体的侧壁为竖直侧壁。

更进一步地，顶壁和底壁的轮廓线为同心或偏心的弧线。

更进一步地，顶壁和底壁的轮廓线为同心弧线。

更进一步地，底壁的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°～15°。

更进一步地，底壁的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°。

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)本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，包括弧形生坯本体，弧形生坯本体为中间低、两端高的弧形结构，使其在烧结变形时通过弧形收缩，将原始凹陷的弧形生坯结构反向变形为方形磁瓦结构，且在此过程中磁场取向并不会发生明显的聚集现象，仍基本保持平行分布，从而改善因磁场取向改变导致的磁瓦上下极面磁差明显现象，加工出的小极差方块磁瓦在使用时能有效降低电机噪音，改善电机振动问题。

(2)本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，弧形生坯本体为中间低、两端高的弧形结构，使其在烧结变形时通过弧形收缩，将原始凹陷的弧形生坯结构反向变形为方形磁瓦结构，后续研磨加工成精确尺寸规格的方块磁瓦时，研磨加工量大幅度减小，生产效率有所提高。

(3)本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，弧形生坯本体的底壁的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°～15°，α的大小影响着弧形磁瓦烧结变形后的最终形状，α过大时则导致烧结后的磁瓦难以达到方形状态，后续研磨加工量较大，本实用新型通过对α的控制有助于保障最终烧结变形后方形磁瓦的生成，减少后续研磨加工量。

(4)本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为现有技术中磁瓦生坯的加工状态变化图；

图2为现有技术中方块磁瓦的加工状态变化图；

图3为本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构的加工状态变化图；

图4为本实用新型的一种小极差方块磁瓦的生坯结构的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、方形生坯本体；101、上壁；102、下壁；2、弧形磁瓦本体；201、外壁；202、内壁；3、弧形生坯本体；301、顶壁；302、底壁；303、侧壁；4、方形磁瓦本体；401、上端面；402、下端面。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

磁瓦目前在行业内得到广泛应用，市场上磁瓦结构形式日趋多样化，使用时对于磁瓦的各种性能、磁瓦上下极面的磁差要求也对应有所不同，目前行业内有一种整体为长方体结构的方块磁瓦，使用时要求磁瓦上下极面的磁差较小，当上下极面磁差较大时，则容易导致电机使用振动大、噪音明显，给现场生产带来多种不便。

湿压磁瓦的加工一般要经过生坯压制-烧结-研磨等工序，采用压制模具对生坯成型时，由于生坯下部残留水分较多，烧结变形量较大，上部残留水分较少，烧结变形量较小，生坯上下的成型密度差导致生坯在烧结时会发生弧形收缩变形，如图1所示为现有技术中方形的生坯经烧结后的变形状态，图中箭头为生坯成型时的磁场取向分布，方形生坯本体1的整体结构为长方体，压制时磁场取向竖直平行分布，其上壁101和下壁102均为平面状，经烧结后则变形为弧形磁瓦本体2，其外壁201和内壁202均为向上凸出的弧形结构，初始竖直平行分布的磁场取向对应向中心聚集，导致弧形磁瓦本体2上极面的表磁一般要比下极面的表磁低200Gs以上。

行业内技术人员曾尝试多种优化方式来减小方块磁瓦的极差现象，如图2所示为现有技术中普遍采用的一种小极差方块磁瓦的加工方式，对生坯压制模具进行结构调整，改变其磁场分布，由原始的竖直平行分布调整为由上向下逐渐外扩的磁场取向分布，同上，方形生坯本体1烧结发生弧形收缩变形时，磁场取向对应向内聚集，调整为竖直平行分布状态，此时再通过研磨/切割方式将弧形磁瓦本体2加工为方块磁瓦，如图2中矩形虚线所示。此种加工形式不仅需要对生坯压制模具作为较大改变，增加了生产成本，后续研磨加工量也较大，生产效率受到影响，并不适宜推广使用。

本实施例的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，通过对生坯结构的合理设计，能有效改善方块磁瓦的极差现象，具体如图3、图4所示，该生坯结构包括弧形生坯本体3，弧形生坯本体3为中间低、两端高的弧形结构，弧形生坯本体3的顶壁301和底壁302的轮廓线均为向下凹陷的弧线；顶壁301的两端分别通过侧壁303和底壁302相连，弧形生坯本体3的侧壁303为竖直侧壁。

本实施例的生坯结构对压制模具的磁场取向分布未做调整，而是通过对生坯结构的改进，使其在烧结变形时通过弧形收缩，将原始凹陷的弧形生坯结构反向变形为方形磁瓦结构，如图3所示，包括方形磁瓦本体4，其上端面401和下端面402分别对应弧形生坯本体3的顶壁301和底壁302，且在此过程中磁场取向并不会发生明显的聚集现象，仍基本保持平行分布，从而改善因磁场取向改变导致的磁瓦上下极面磁差明显现象，且后续研磨加工成精确尺寸规格的方块磁瓦时，研磨加工量也大幅度减小，生产效率有所提高，加工出的小极差方块磁瓦在使用时能有效降低电机噪音，改善电机振动问题。

需要说明的是，生产实际中根据生产需求的不同，顶壁301和底壁302的轮廓线可以是同心或偏心的弧线，即弧形生坯本体3的厚度可以是均匀或非均匀厚度，均可以通过生坯的凹陷弧形设计实现烧结反向收缩变形为近似方形的结构，再通过后续研磨精确加工为方块磁瓦，本实施例中顶壁301和底壁302的轮廓线是同心弧线，且底壁302的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°，如图4所示，α的大小影响着弧形磁瓦烧结变形后的最终形状，α过大时则导致烧结后的磁瓦难以达到方形状态，后续研磨加工量较大，本实施例通过对α的控制有助于保障最终烧结变形后方形磁瓦的生成，减少后续研磨加工量。

进一步地，生产实践中技术人员可以根据生坯结构尺寸、生坯上下密度差分布、压制磁场分布等多项因素考虑，对生坯结构规格做出相应调整，保证其烧结变形后的状态趋近于方形磁瓦结构，并保障磁场取向的均匀性分布。具体地，如图4所示，弧形生坯本体3的宽度(即两端侧壁303之间的距离)为b，弧形生坯本体3的厚度为h，底壁302端部与底壁302中心部位的竖直距离为s(顶壁301端部与顶壁301中心部位的竖直距离也为s)，s即为烧结变形为方形磁瓦时所需的变形量，弧形生坯本体3的宽度和厚度影响着后续烧结变形量，宽度越大、厚度越薄，则烧结变形量越大，以生产中常用的磁瓦规格为例，当b为30mm，h为6mm时，s为0.5mm；当b为30mm，h为3mm时，s为0.6mm；当b为60mm，h为6mm时，s为1.0mm；当b为60mm，h为3mm时，s为1.5mm等，生产实践中可以对弧形生坯本体3的结构做出灵活调整，从而控制其烧结变形量，保障小极差方块磁瓦的顺利加工。

实施例2

本实施例的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，基本结构同实施例1，所不同的是，本实施例中弧形生坯本体3的底壁302的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为15°。

实施例3

本实施例的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，基本结构同实施例1，所不同的是，本实施例中弧形生坯本体3的底壁302的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为12°。

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 (6)

1.一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：包括弧形生坯本体(3)，弧形生坯本体(3)为中间低、两端高的弧形结构，弧形生坯本体(3)的顶壁(301)和底壁(302)的轮廓线均为向下凹陷的弧线。

2.根据权利要求1所述的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：顶壁(301)的两端分别通过侧壁(303)和底壁(302)相连，弧形生坯本体(3)的侧壁(303)为竖直侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：顶壁(301)和底壁(302)的轮廓线为同心或偏心的弧线。

4.根据权利要求3所述的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：顶壁(301)和底壁(302)的轮廓线为同心弧线。

5.根据权利要求1或4所述的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：底壁(302)的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°～15°。

6.根据权利要求5所述的一种小极差方块磁瓦的生坯结构，其特征在于：底壁(302)的轮廓线端部的切线与水平面之间夹角α为10°。