一种粘结磁体产品自动整型装置及整型方法与流程

本发明涉及粘结磁制造技术领域，特别是涉及一种粘结磁体产品自动整型装置及整型方法。

背景技术：

粘结磁体是指将一定永磁性能的磁粉与一定比例的粘结剂混合，按一定的成型工艺制成的一种磁体；若在成型过程中施加取向磁场，使磁粉的易磁化方向在磁体中都沿同一方向，这就是各向异性粘结磁体，否则就是各向同性磁体。粘结磁体的成形方法是多种多样的，包括模压成型，注射成型，挤出成型和压延成型等。粘结磁产品成型后经过烧结、喷涂、放置，容易产生失圆、大小头、尺寸不达标等现象，补救方法就是再增加一道整形工序。常用的整型方法很简单，就是制作一根带锥度的整型棒，手工压入，到位后手工拔出。该方法存在很多弊端：1、由于整型前产品需进行再次烘烤，整型时产品温度达到170-180℃，手工整形需戴笨重的防火手套，增加操作度；2、产品压到位后，拔出困难；3、由于整型棒有锥度，整形后还是会有大小头，尺寸不易控制；4、手工整型效率极低。

申请号为cn201711329617.8的中国专利公开了一种全自动四轴液压整型机及其整形方法，包括：机架，用于承载整形产品的下模体，用于安装下模体的下固定座，设于下模体左侧的左整形组件，用于驱动左整形组件水平移动的左驱动装置，设于下模体右侧的右整形组件，用于驱动右整形组件水平移动的右驱动装置，设于下模体顶端的上整形组件，用于驱动上整形组件的上驱动装置；所述左驱动装置的固定端固定于机架，其活动端与左整形组件固定连接；所述右驱动装置的固定端固定于机架，其活动端与右整形组件固定连接；所述上驱动装置的固定端固定于机架，其活动端与上整形组件固定连接；所述左整形组件、右整形组件、上整形组件压紧整形产品于下模体。

上述装置可实现产品的全自动整型，通过左整形组件、右整形组件、上整形组件将整型产品压紧至下模体，从而对产品进行校正并逐步消除内应力，以使得产品的尺寸保持一定的精度；但是，上述整型装置通过三个方向上的整形组件配合对产品进行整型加工，为满足产品的整型精度要求，所述三个整形组件之间需要极高的定位精度，这就使得产品整型加工过程中需要对整型组件之间的定位精度进行频繁校准，众所周知，定位精度的校准过程极为繁琐，产品的整型周期因定位精度校准而大幅延长，所述整型装置的整型效率较低；此外，上述装置的整型对象为浇铸件，主要整形组件为上整形组件，但是在整形过程中，为防止浇铸件发生偏移，左、右整形组件需要同步提供较大的压力，这使得该整型装置对液压系统的要求较高，进而导致生产成本上升。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中对粘结磁产品进行整型加工时，手动整型加工的效率和精度较低，整型时产品温度较高导致整型操作难度较高，以及产品在温度较高时难以定型，冷却后的产品形状无法满足预期整型精度要求的技术问题，提供一种粘结磁体产品自动整型装置及整型方法，所述整型装置通过上凸模、凹模、下凸模及芯子的配合实现对粘结磁产品的自动整型，整型加工过程操作简单且效率较高，此外，整型过程中冷却液对高温粘结磁产品进行同步降温处理，整型完成后处于室温的粘结磁产品不会发生二次形变，所述整型装置的整型精度较高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种粘结磁体产品自动整型装置，包括底板，所述底板上固定连接有芯子，凹模套设在芯子的外周面上且两者之间存在径向间隙，芯子的外周上套设有用以承载待整型产品的下凸模，底板上设有用以驱动下凸模沿芯子长度方向往复滑动的驱动件，下凸模远离底板的一端始终位于凹模内部，下凸模的上端、凹模的内周面和芯子的外周面配合形成用以对待整型产品进行整型加工的整型腔，位于下凸模上方的上凸模沿环形的整型腔互配轴向滑动，凹模上设有用以冷却待整型产品的第一冷却水道，芯子上设有用以冷却待整型产品的第二冷却水道，第一冷却水道和第二冷却水道均与装有冷却液的冷却池相连。

本发明提供了一种粘结磁体产品自动整型装置，主要整型对象为粘结磁产品；粘结磁产品成型后经过烧结、喷涂、放置等加工过程后，容易产生失圆、大小头、尺寸不达标等现象。本发明中，将经过再次烘烤升温的待整型产品放入由下凸模的上端、凹模的内周面和芯子的外周面配合形成的整型腔中，凹模的内周面和芯子的外周面对待整型产品起限位支撑作用，整型腔的具体形状可依照目标整型形状进行适应性调节，对待整型产品进行二次升温的目的是降低待整型产品的强度，进而降低整型加工所需的整型压力；待第一冷却水道和第二冷却水道中均充满冷却液时，上凸模滑入整型腔中对待整型产品进行加压，保压至待整型产品冷却至室温，此过程中，第一冷却水道位于凹模上，第二冷却水道位于芯子上，由于整型过程中芯子与待整型产品的内壁面贴合接触，凹模与待整型产品的外壁面贴合接触，因此第一冷却水道和第二冷却水道配合在实现待整型产品的快速冷却的同时可保证冷却过程的均匀性，待整型产品的外壁面与内壁面基本处于同步冷却状态，两者的体积收缩率基本一致，进而保证冷却后的产品内部应力分布均匀；产品整型完成后，上凸模滑出整型腔且上凸模远离凹模的上端面，下凸模在驱动件的驱动下沿底板法向远离底板，待将整型完成的产品顶出整型腔后，下凸模在驱动件的驱动下复位至初始位置，下凸模在整型加工过程中起支撑作用，待整型加工完成后，下凸模与驱动件配合下料，下凸模一个构件可实现两个功能，不需要附加下料机构，装置的紧凑度大幅提升。本发明所述的产品自动整型装置，在整型过程中除上料外不需要手动操作，优选的，上料操作也可以使用机械手替代人工，装置的自动化程度高，提高了产品整型的效率；此外，相较于对比文件中的全自动四轴液压整型机，本发明中加压组件只有上凸模，产品的目标整型形状可通过调节整型腔的形状进行适配，整型加工过程中只需要保证上凸模与整型腔之间的定位精度即可，在保证装置加工精度的稳定性的同时可大幅降低精度校准的难度和频率，产品的整型周期相较于对比文件大幅缩短。

作为优选，底板上设有用以支撑与底板平行的凹模固定板的立柱，凹模包括长度一致的内模和外模，外模上的第一安装盘通过螺钉与凹模固定板固定连接，外模的第一竖直段穿过凹模固定板上的第一安装孔且第一竖直段的外周面与第一安装孔的内壁面形成间隙配合。

本发明中，在整型加工过程中，凹模、芯子和下凸模是主要的承载组件，为避免三者在整型加工因压力过大而发生形变，进而导致整型腔的形状与预设整型腔形状不一致，凹模、芯子和下凸模均需选用强度较高的材料制备，此外，为提高冷却液的冷却速率，分别设有第一冷却水道和第二冷却水道的凹模和芯子均需选用导热系数较高的材料制备，其中，由于凹模的体积较大，完全选用上述材料制备时所需成本较高，基于此，将凹模分立设计为固定连接的内模和外模，外模主要起安装定位作用，内模主要起承载和热交换作用，内模选用高强度、高导热系数、高成本的材料制备，外模选用低成本材料制备，从而在保证凹模原有功能的同时综合降低凹模的制备成本。

作为优选，呈环形柱状的内模的外周面上靠近底板的一端设有定位凸台，定位凸台与外模内周面上的定位槽配合卡接，定位槽位于外模内周面上靠近底板的一端，固定套接在外模内壁面上的内模的两端分别与外模的两端平齐。

凹模分立设计为内模和外模，内模与外模间若没有轴向定位，内模将无法按照装配要求安装在外模中；本发明中，呈环形柱状的内模的外周面上靠近底板的一端设有定位凸台，定位凸台与外模内周面上的定位槽配合卡接，定位槽位于外模内周面上靠近底板的一端，固定套接在外模内壁面上的内模的两端分别与外模的两端平齐。

作为优选，驱动件包括沿芯子径向对称排布在芯子两侧的两个气缸，气缸远离底板一端的输出端上固定连接有与底板平行的下凸模固定板，芯子穿过下凸模固定板上的第二安装孔，位于下凸模靠近底板一端的第二安装盘通过螺钉与下凸模固定板固定连接。

驱动件包括沿芯子径向对称排布在芯子两侧的两个气缸，气缸对称布置在芯子两侧，在充分利用空间维持装置结构紧凑的同时保证了气缸驱动下凸模固定板运动的稳定性，下凸模固定板在运动过程中不会发生侧倾。

作为优选，上凸模与下凸模的形状一致，位于上凸模远离底板一端的第三安装盘通过螺钉与上凸模固定板固定连接，上凸模固定板与底板平行，上凸模固定板远离底板的端面上连接有驱动气缸。

上述技术方案介绍了上凸模的形状及安装位置，具体的，上凸模与下凸模的形状一致，位于上凸模远离底板一端的第三安装盘通过螺钉与上凸模固定板固定连接，上凸模固定板与底板平行，上凸模固定板远离底板的端面上连接有驱动气缸。

作为优选，外形呈柱状的芯子的横截面为倒u型，芯子靠近底板的一端设有沿芯子长度方向的储液槽，位于下凸模固定板下方的芯子基座包括本体和凸台，凸台卡接在储液槽中且凸台与储液槽的内壁面通过螺纹形成密封联接，本体远离芯子的一端通过螺钉与底板固定连接。

筒状的芯子内部为储液槽，储液槽中装有用以对待整型产品的内壁面进行冷却的冷却液，位于下凸模固定板下方的芯子基座包括本体和凸台，凸台卡接在储液槽中且凸台与储液槽的内壁面通过螺纹形成密封联接，冷却液在储液槽中不会发生泄漏且芯子和芯子基座为可拆卸联接；上述技术方案还限定了芯子基座的位置，具体的，芯子基座位于下凸模固定板下方，芯子基座的本体远离芯子的一端通过螺钉与底板固定连接。

作为优选，第二冷却水道包括位于芯子基座上沿芯子长度方向且与储液槽贯通连接的进水水道和出水水道，进水水道和出水水道间隔排布，进水水道靠近底板的一端连接有与底板平行的进水管的一端，进水管的另一端位于芯子基座外部并与水泵的出水口相连，出水水道靠近底板的一端连接有与底板平行的出水管的一端，出水管的另一端和水泵的进水口均与位于芯子基座外部的冷却池相连。

本发明中，一端与芯子基座上的进水水道相连的进水管的另一端与水泵的出水口相连，水泵的进水口与装有冷却液的冷却池相连，储液槽中的冷却液与待整型产品发生热交换后，升温后的冷却液经出水水道和出水管流入冷却池中，冷却池对升温后的冷却液进行二次降温，然后经进水口进入水泵；本发明中，冷却液可循环利用，维持生态可持续的同时降低了生产成本。

作为优选，位于外模内部的第一冷却水道包括周向水道和轴向水道，竖直投影呈圆环状的周向水道沿底板的法线方向包括等间距排布的第一水道、第二水道和第三水道，周向水道中的冷却液与内模的外周面相接触，轴向水道沿底板的法线方向贯通连接第一水道、第二水道和第三水道，轴向水道靠近底板的一端与凹模的端部平齐，轴向水道包括沿内模径向对称排布在内模两侧的轴向进水水道和轴向出水水道，轴向进水水道通过水管与水泵的出水口相连，轴向出水水道通过水管与冷却池相连。

本发明中，凹模外模内的周向水道包括等间距排布的第一水道、第二水道和第三水道，轴向水道包括沿内模径向对称排布在内模两侧的轴向进水水道和轴向出水水道；冷却液自轴向进水水道流入，此时轴向出水水道关闭，冷却液依次注满第三水道、第二水道和第一水道，然后打开轴向出水水道，在保证外模内部的第一冷却水道注满冷却液的同时可进行持续流动；持续流动的冷却液与待整型产品之间的热交换速率较高，待整型产品在整型过程中，形变的同时快速降温，整型至目标形状后该形状由于产品强度的提升而得以保持，不会发生二次形变，所述整型装置的整型精度较高。

作为优选，整型腔沿芯子的长度方向包括置物腔和成型腔，位于置物腔下方的成型腔与下凸模远离底板的一端接触，芯子远离底板的一端设有斜坡，斜坡的爬升高度与置物腔的高度一致，斜坡的单边斜度大于0.2mm。

本发明中，芯子远离底板的一端设有斜坡，斜坡的爬升高度与置物腔的高度一致，斜坡的单边斜度大于0.2mm；在芯子远离底板的一端设置斜坡，斜坡拓宽了置物腔的开口宽度，从而使得待整型产品放入置物腔的过程更为便捷高效。

一种利用所述产品自动整型装置的整型方法，包括：

（1）将待整型产品上料至整型腔的成型腔；

（2）上凸模在驱动气缸的驱动下滑入置物腔中，启动水泵，待储液槽和周向水道中充满冷却液时，上凸模在在驱动气缸的驱动下滑入成型腔；

（3）上凸模压紧待整型产品，保压至待整型产品冷却至室温；

（4）驱动气缸泄压，上凸模在驱动气缸驱动下滑出成型腔且远离凹模的上端面；

（5）下凸模在气缸驱动下沿环形的整型腔互配轴向远离底板滑动，待将整型完成后的产品顶出成型腔后，下凸模在气缸驱动下复位至初始位置。

综上所述，本发明具有如下有益效果：（1）所述整型装置可实现对粘结磁产品的自动整型，整型加工过程操作简单且效率较高；（2）整型过程中冷却液对高温粘结磁产品进行同步降温处理，整型完成后处于室温的粘结磁产品不会发生二次形变，所述整型装置的整型精度较高；（3）产品的目标整型形状可通过调节整型腔的形状进行适配，整型加工过程中只需要保证上凸模与整型腔之间的定位精度即可，在保证装置加工精度的稳定性的同时可大幅降低精度校准的难度和频率，产品的整型周期大幅缩短。

附图说明

图1是本发明整体的一个结构示意图。

图2是本发明整体的另一个结构示意图。

图3是本发明部分结构的示意图。

图4是本发明中凹模的结构示意图。

图中：

1、底板，2、芯子，201、储液槽，3、凹模，31、内模，311、定位凸台，32、外模，321、第一安装盘，322、第一竖直段，323、定位槽，4、待整型产品，5、下凸模，51、第二安装盘，6、整型腔，61、置物腔，62、成型腔，7、上凸模，71、第三安装盘，8、第一冷却水道，81、周向水道，811、第一水道，812、第二水道，813、第三水道，82、轴向水道，821、轴向进水水道，822、轴向出水水道，9、第二冷却水道，91、进水水道，92、出水水道，10、出水管，11、凹模固定板，111、第一安装孔，12、立柱，13、气缸，131、输出端，14、下凸模固定板，141、第二安装孔，15、上凸模固定板，16、驱动气缸，17、芯子基座，171、本体，172、凸台，18、进水管；h—斜坡的爬升高度。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上“、“下”、“前”、“后“、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如图1至图4所示，一种粘结磁体产品自动整型装置，包括底板1，所述底板上固定连接有芯子2，凹模3套设在芯子的外周面上且两者之间存在径向间隙，芯子的外周上套设有用以承载待整型产品4的下凸模5，底板上设有用以驱动下凸模沿芯子长度方向往复滑动的驱动件，下凸模远离底板的一端始终位于凹模内部，下凸模的上端、凹模的内周面和芯子的外周面配合形成用以对待整型产品进行整型加工的整型腔6，位于下凸模上方的上凸模7沿环形的整型腔互配轴向滑动，凹模上设有用以冷却待整型产品的第一冷却水道8，芯子上设有用以冷却待整型产品的第二冷却水道9，第一冷却水道和第二冷却水道均与装有冷却液的冷却池相连；底板上设有用以支撑与底板平行的凹模固定板11的立柱12，凹模包括长度一致的内模31和外模32，外模上的第一安装盘321通过螺钉与凹模固定板固定连接，外模的第一竖直段322穿过凹模固定板上的第一安装孔111且第一竖直段的外周面与第一安装孔的内壁面形成间隙配合；呈环形柱状的内模的外周面上靠近底板的一端设有定位凸台311，定位凸台与外模内周面上的定位槽323配合卡接，定位槽位于外模内周面上靠近底板的一端，固定套接在外模内壁面上的内模的两端分别与外模的两端平齐；驱动件包括沿芯子径向对称排布在芯子两侧的两个气缸13，气缸远离底板一端的输出端131上固定连接有与底板平行的下凸模固定板14，芯子穿过下凸模固定板上的第二安装孔141，位于下凸模靠近底板一端的第二安装盘51通过螺钉与下凸模固定板固定连接；上凸模与下凸模的形状一致，位于上凸模远离底板一端的第三安装盘71通过螺钉与上凸模固定板15固定连接，上凸模固定板与底板平行，上凸模固定板远离底板的端面上连接有驱动气缸16；外形呈柱状的芯子的横截面为倒u型，芯子靠近底板的一端设有沿芯子长度方向的储液槽201，位于下凸模固定板下方的芯子基座17包括本体171和凸台172，凸台卡接在储液槽中且凸台与储液槽的内壁面通过螺纹形成密封联接，本体远离芯子的一端通过螺钉与底板固定连接；第二冷却水道包括位于芯子基座上沿芯子长度方向且与储液槽贯通连接的进水水道91和出水水道92，进水水道和出水水道间隔排布，进水水道靠近底板的一端连接有与底板平行的进水管18的一端，进水管的另一端位于芯子基座外部并与水泵的出水口相连，出水水道靠近底板的一端连接有与底板平行的出水管10的一端，出水管的另一端和水泵的进水口均与位于芯子基座外部的冷却池相连；位于外模内部的第一冷却水道包括周向水道81和轴向水道82，竖直投影呈圆环状的周向水道沿底板的法线方向包括等间距排布的第一水道811、第二水道812和第三水道813，周向水道中的冷却液与内模的外周面相接触，轴向水道沿底板的法线方向贯通连接第一水道、第二水道和第三水道，轴向水道靠近底板的一端与凹模的端部平齐，轴向水道包括沿内模径向对称排布在内模两侧的轴向进水水道821和轴向出水水道822，轴向进水水道通过水管与水泵的出水口相连，轴向出水水道通过水管与冷却池相连；整型腔沿芯子的长度方向包括置物腔61和成型腔62，位于置物腔下方的成型腔与下凸模远离底板的一端接触，芯子远离底板的一端设有斜坡，斜坡的爬升高度h与置物腔的高度一致，斜坡的单边斜度大于0.2mm。

一种利用所述粘结磁体产品自动整型装置的整型方法，包括：

（1）将待整型产品上料至整型腔的成型腔；

（2）上凸模在驱动气缸的驱动下滑入置物腔中，启动水泵，待储液槽和周向水道中充满冷却液时，上凸模在在驱动气缸的驱动下滑入成型腔；

（3）上凸模压紧待整型产品，保压至待整型产品冷却至室温；

（4）驱动气缸泄压，上凸模在驱动气缸驱动下滑出成型腔且远离凹模的上端面；

（5）下凸模在气缸驱动下沿环形的整型腔互配轴向远离底板滑动，待将整型完成后的产品顶出成型腔后，下凸模在气缸驱动下复位至初始位置。

本发明中，所述产品自动整型装置自上而下依次为：驱动气缸，驱动气缸的输出端连接位于驱动气缸下方的上凸模固定板，位于上凸模固定板下方的第三安装盘通过螺钉与上凸模固定板固定连接，凹模位于上凸模下方，当处于未加工状态时，上凸模的下端面远离凹模的上端面，上凸模与凹模之间的距离大于待整型产品的高度，凹模上端的第一安装盘位于凹模固定板上方，两者通过螺钉固定连接，外模的第一竖直段穿过凹模固定板中心位置的第一安装孔，第一竖直段与第一安装孔形成间隙配合，与外模长度一致的内模固定连接在外模的内壁面上，且两者的端部分别对应平齐，芯子位于凹模内环内且芯子的上端与凹模的上端平齐，截面呈倒u型的芯子的储液槽与位于芯子下方的芯子基座的凸台形成螺纹密封联接，凸台伸入储液槽内部，芯子的外周面上套设有下凸模，下凸模的上端位于凹模与芯子形成的间隙内，下凸模的上端、凹模的内周面和芯子的外周面配合形成用以对待整型产品进行整型加工的整型腔，下凸模的下端通过螺钉与位于下凸模下方的下凸模固定板固定连接，下凸模固定板下方设有用以驱动下凸模固定板沿芯子长度方向往复运动的气缸，两个气缸沿芯子基座的径向对称分布在芯子基座两侧，气缸的非输出端于底板固定连接，底板上端面沿芯子基座的径向对称设有立柱，立柱上端与凹模固定板的下端面固定连接；凹模上设有用以冷却待整型产品的第一冷却水道，芯子上设有用以冷却待整型产品的第二冷却水道，第一冷却水道和第二冷却水道均与装有冷却液的冷却池相连。