专利名称：一种制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具的制作方法
技术领域：
本发明属于永磁材料制备技术领域，特别涉及一种制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具。
背景技术：
随着科技的发展，对永磁产品形状、尺寸大小和精度等的要求越来越高，辐向或多极取向磁环主要应用于电机、多注速条管、惯性导航陀螺、加速度表、坦克瞄准系统、航空、 航海等领域中使用的陀螺仪永磁力矩器和其它高精度器件，辐向或多极取向磁环在实际的工艺中是由多块平行取向或辐向取向的磁体拼接而成的，称为“赝”辐向或多极取向磁环， 拼成的辐向或多极取向磁环表面磁场分布不均勻性很大，磁环几何中心与磁中心存在偏移，磁瓦接缝处表面场会发生突变，影响磁环表面场均勻性，从而影响了陀螺仪的精度。因此，为了进一步提高器件的性能和促进设备的小型化、轻量化，提供性能优良以及低成本的辐向或多极取向磁环，需要研究和开发新的制备辐向或多极取向永磁环工艺。制作辐向或多极取向磁环关键是取向磁场，在辐向或多极取向磁环生产中采用直流线圈或脉冲线圈产生磁场，配以特殊的导磁回路产生辐向或多极取向分布磁场。目前产生幅向取向磁场方法有两种，一种是利用左右或上下极头周围的励磁线圈，同时通一直流电产生同极相对的励磁场，该磁场在芯轴中部因同极相斥碰撞后辐射对外产生幅向磁场， 再通过连接极头的轭铁框架导回。如专利号为ZL9820MM. 1，公开号CN2331063Y的专利就是如此，而且其涉及的部件多，结构复杂，增加成本和模具体积，安装也不方便。另一种是通过模具周围设置励磁线圈，产生的同性磁场向工作区聚集后通过芯杆和连接于极头或上下压头的轭铁框架导回。这两种导磁结构比较复杂，磁路长，磁阻和磁损大，并且只有单一的幅向取向。产生多极取向的磁场是利用模具周围排列的间隔极性相反的永磁体或电磁线圈产生，但不能产生幅向取向磁场。如果想产生两种取向磁场，只有设计两套设备，增加了成本。
发明内容
为了克服现有导磁结构复杂、安装不方便，只能产生单一幅向取向或多极取向磁场的缺陷，本发明旨在提供一种制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，该压制模具当组成电磁铁环的电磁铁通以同向电流时，形成幅向取向磁场；当组成电磁铁环的电磁铁通以间隔反向电流时，形成多极取向磁场，可以实现在同一套模具上实现生产幅向或多极取向整体永磁环。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是所述制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其结构特点是，包括装在下承板上的芯杆，自下至上依次套装在芯杆上的下模、不导磁上模和导磁上模，该导磁上模顶端装有使导磁上模沿着芯杆滑动的压制上压头，所述下模和不导磁上模外套装有阴模，所述阴模、下模、不导磁上模和芯杆之间设有一容纳磁粉的压制腔，所述阴模外套装有提供磁场的电磁铁环。
由此，将具有磁晶各向异性的永磁粉末放入成形模具中，通过幅向或多极取向磁场和压力场的作用下成形得到具有幅向或多极取向织构特征的整体永磁环。作为优选方案，所述电磁铁环安装在一个磁体夹套内，该磁体夹套的结构为，包括位于电磁铁环与阴模之间的磁体夹套内圈，位于电磁铁环与下承板之间的磁体夹套底板， 和套装在电磁铁环上的磁体夹套外圈。所述压制上压头上端与压制连接杆相连。所述下承板固定连接在下承块上。进一步地，所述压制上压头外套装有上套筒，该压制上压头可相对上套筒上下移动，从而由压制上压头驱动导磁上模和不导磁上模驱动。所述电磁铁环整体呈环状，由2 36块电磁铁组成。所述阴模采用不导磁硬质合金材料制成。为了便于脱模，所述阴模的上端面比磁体夹套的上端面高5mm 10mm。进一步，本发明提供了一种制备幅向取向整体永磁环的压制模具的方法，利用上述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环由多块电磁铁组成，在每块电磁铁中均通以相同取向的电流。将具有磁晶各向异性的永磁粉末放入成形模具中，通过幅向取向磁场和压力场的作用下成形得到具有幅向取向织构特征的整体永磁环。进一步，本发明提供了一种制备多极取向整体永磁环的压制模具的方法，利用上述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环由多块电磁铁组成，在相邻两块电磁铁中通以相反取向的电流。将具有磁晶各向异性的永磁粉末放入成形模具中， 通过多极取向磁场和压力场的作用下成形得到具有多极取向织构特征的整体永磁环。籍由上述结构，本发明所述的幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，由压制部分和产生幅向或多极取向的磁场部分组成。压制部分由压制连接杆、压制上压头、芯杆、导磁上模、不导磁上模、阴模和下模组成，磁粉装入上模，下模和阴模形成的型腔中，压制上压头作用在上模上，对磁粉产生向下的压制，为保证阴模具有足够的强度和耐磨性，并且不粘磁粉，采用不导磁硬质合金材料。产生磁场的部分由夹套内圈、夹套底板、夹套外圈、电磁铁环组成。电磁铁环由 2 36块电磁铁拼接成环状，装入夹套内圈、夹套底板、夹套外圈组成的电磁铁环夹套中。 夹套内圈采用导磁材料，保证了幅向磁场的均勻性。多极取向时，夹套内圈采用不导磁材料。阴模周围的电磁铁环夹套中电磁铁环通电后产生沿径向方向的磁场。对组成电磁铁环的电磁铁通以不同方向的电流，产生不同的磁路，实现幅向取向或多极取向。当组成电磁铁环的电磁铁通以同向电流时，形成幅向取向磁场；当组成电磁铁环的电磁铁通以间隔反向电流时，形成多极取向磁场。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明所述的电磁铁环形成稳定的幅向或多极取向磁场，简化了导磁结构，减小了磁阻和磁损，通过组成电磁铁环的电磁铁不同取向电流，可以实现幅向取向磁场，或者多极取向磁场，并且极数可调，本发明的优点体现在结构简单、安装方便，并且克服了现有模具只能生产单一的幅向取向或多极取向的磁环的缺点，实现用同一套模具生产幅向取向或多极取向的磁环，压制的磁环表面磁场均勻，控制不同电流强度，可实现压制磁环尺寸可调；同时制备的整体永磁环具有密度和取向度均勻， 一致性好，表面磁场均勻，磁性能优良的特点。
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以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
图1是本发明一种实施例的剖面结构示意图，其中磁路为幅向取向磁路； 图2是图1中电磁铁环夹套的俯视图，其中磁路为多极取向磁路； 图3是图1中电磁铁环夹套的剖面图； 图4是本发明所述幅向取向整体永磁环磁场取向示意图； 图5是本发明所述多极取向整体永磁环磁场取向示意图。 在图中
1-压制连接杆； 5-不导磁上模； 9-磁体夹套底板 13-下模；
2-压制上压头； 6-压制上套筒； 10-磁体夹套外圈 14-电磁铁环。
3-芯杆； 7-阴模； 11-下承板；
4-导磁上模； 8-磁体夹套内圈 12-下承块；
具体实施例方式参见图1、图2和图3，本发明所述的幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，包括压制部分和产生幅向或多极取向磁场部分。压制上压头2和芯杆3、导磁上模4、不导磁上模5之间有足够的间隙，便于安装模具时可调。压制上压头2上端四周有通孔，螺栓固定压制上套筒6，穿过通孔，所述压制上压头2外套装有上套筒6，该压制上压头2可相对上套筒 6上下移动，保证压制过程中，压制上套筒6和压制上压头2始终接触。阴模7上端面比磁体夹套高出5-10mm，便于成形后脱模。电磁铁环夹套固定在阴模7外周，和阴模7贴紧，减小压制时阴模7的膨胀，又保证了磁路通畅。电磁铁环14整体呈环状，采用2 36块电磁铁装入电磁铁环夹套中，和夹套内圈8、夹套外圈10之间留有间隙，便于电磁铁安装。本发明采用了全封闭的磁路设计，对组成电磁铁环的电磁铁通以同向或反向电流，电磁铁环14能产生幅向或多极取向磁场，磁场通过导磁的夹套内圈8、阴模7，作用于磁粉，形成稳定的幅向或多极取向磁场。电磁铁通以同向电流，磁场通过芯杆3、导磁上模4、 压制上套筒6、压制上压头2、夹套外圈10形成上回路，通过芯杆3、下承板11、夹套外圈10 形成下回路，两路磁场形成封闭的“田字形”闭合回路，从而产生幅向取向磁场；电磁铁通以间隔反向电流，磁场通过夹套内圈、阴模，形成多极取向磁场。进一步，本发明提供了一种制备幅向取向整体永磁环的压制模具的方法，利用上述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环14由多块电磁铁组成，在每块电磁铁中均通以相同取向的电流。由此，压制模具中形成两条磁路，一条形成“电磁铁环14 —夹套内圈8 —阴模7 —磁粉15 —芯杆3 —导磁上模4 —压制上压头2 —压制上套筒一6夹套外圈10—电磁铁环14”磁力线回路，另一条形成“电磁铁环14—夹套内圈8 — 阴模7 —磁粉15 —芯杆3 —下承板12 —夹套外圈10 —电磁铁环14”磁力线回路，通过两条磁力线回路获得幅向取向磁场，磁粉15沿幅向取向磁场排列。进一步，本发明提供了一种制备多极取向整体永磁环的压制模具的方法，利用上述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环14由多块电磁铁组成，在相邻两块电磁铁中通以相反取向的电流。由此，压制模具中形成“产生N极电磁铁一夹套内圈8 —阴模7 —磁粉15 —阴模7 —夹套内圈8 —产生S极电磁铁一夹套外圈10 —产生N 极电磁铁”的多极取向磁力线回路，磁粉15沿多极取向磁场排列。 凡依本发明技术方案所做的改变，产生的功能、作用未超出本发明技术方案范围时，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于，包括装在下承板 (11)上的芯杆(3)，自下至上依次套装在芯杆C3)上的下模(13)、不导磁上模( 和导磁上模G)，该导磁上模(4)顶端装有使导磁上模(4)沿着芯杆C3)滑动的压制上压头0)， 所述下模(1 和不导磁上模( 外套装有阴模(7)，所述阴模(7)、下模(13)、不导磁上模 (5)和芯杆(3)之间设有一容纳磁粉(15)的压制腔，所述阴模(7)外套装有提供磁场的电磁铁环(14)。
2.根据权利要求1所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于， 所述电磁铁环(14)安装在一个磁体夹套内，该磁体夹套的结构为，包括位于电磁铁环(14) 与阴模⑵之间的磁体夹套内圈(8)，位于电磁铁环(14)与下承板(11)之间的磁体夹套底板(9)，和套装在电磁铁环(14)上的磁体夹套外圈(10)。
3.根据权利要求1所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于， 所述压制上压头( 上端与压制连接杆(1)相连。
4.根据权利要求1所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于， 所述下承板(11)固定连接在下承块(1 上。
5.根据权利要求1所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于， 所述压制上压头( 外套装有上套筒(6)，该压制上压头( 可相对上套筒(6)上下移动。
6.根据权利要求1 5之一所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于，所述电磁铁环(14)整体呈环状，由2 36块电磁铁组成。
7.根据权利要求1 5之一所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于，所述阴模(7)采用不导磁硬质合金材料制成。
8.根据权利要求2所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，其特征在于， 所述阴模(7)的上端面比磁体夹套的上端面高5mm 10mm。
9.一种制备幅向取向整体永磁环的压制模具的方法，其特征在于，利用权利要求1 8之一所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环(14)由多块电磁铁组成，在每块电磁铁中均通以相同取向的电流。
10.一种制备多极取向整体永磁环的压制模具的方法，其特征在于，利用权利要求1 8之一所述的制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，所述电磁铁环(14)由多块电磁铁组成，在相邻两块电磁铁中通以相反取向的电流。
全文摘要
本发明涉及一种制备幅向或多极取向整体永磁环的压制模具，它包括装在下承板上的芯杆，自下至上依次套装在芯杆上的下模、不导磁上模和导磁上模，该导磁上模顶端装有使导磁上模沿着芯杆滑动的压制上压头，所述下模和不导磁上模外套装有阴模，所述阴模、下模、不导磁上模和芯杆之间设有一容纳磁粉的压制腔，所述阴模外套装有提供磁场的电磁铁环。将具有磁晶各向异性的永磁粉末放入成形模具中，通过幅向或多极取向磁场和压力场的作用下成形得到具有幅向或多极取向织构特征的整体永磁环。本发明实现了用同一套模具生产幅向取向或多极取向的磁环，且制备的整体永磁环具有密度和取向度均匀，一致性好，表面磁场均匀，磁性能优良的特点。
文档编号H01F41/02GK102416471SQ201210004240
公开日2012年4月18日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者万绍平, 文晓林, 李彬, 罗明, 胡娟, 谭春林 申请人:湖南航天工业总公司