专利名称：组合式高速电磁铁铁芯的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁铁铁芯的制造方法，特别是一种用于各类柴油机电控喷 油系统的组合式高速电磁铁铁芯的制造方法。
背景技术：
高速电磁铁是柴油机电控喷油系统中的关键控制执行元件，在柴油机电控喷 油系统中为达到对燃油喷射量的高精准控制，要求所使用的高速电磁铁具有涡流 小，响应速度快，发热小，且能产生足够大电磁力的特性。目前柴油机电控喷油 系统电磁铁广泛采用E型叠片式铁芯，BOSCH公司生产的电控单体泵，DELPHI 公司生产的电控泵喷嘴均采用E型叠片铁芯。由于这种叠片方式制作的电磁铁 的体积大，不适用于一些小型柴油机。日本DENSO公司采用螺旋叠片形铁芯， 减小了电磁铁体积，但该铁芯由一百多片U形螺旋型叠片堆叠而成，需要专用 成型设备，制作成本较高。
中国专利申请号200410081417.1授权号CN100385106C公开的一种小型化高 速电磁铁，由于该电磁铁的铁芯为采用电工纯铁或硅钢材料整体加工，电磁铁的 涡流较大，发热大，不能满足柴油机电控喷油系统对高速电磁铁的响应速度快， 电磁力足够大的要求，较难实际应用。
本发明的目的在于克服上述己有技术的不足，提供一种响应速度快，驱动 力强劲，结构简单，体积小，易于采用通用机械加工设备大批量生产的高速电磁 铁铁芯的制造方法。
发明内容
本发明的目的是这样实现的
本发明提供了一种组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，该组合式高速电磁铁 铁芯是一种圆形状铁芯，由铁芯组合件、铁芯座、非导磁金属外套构成，其加工 步骤特征如下
一、用冲压方式将硅钢片制作出成型铁芯片，将若干片成型铁芯片叠加成铁 芯组合件，若采用取向硅钢片制作成型铁芯片，则取向硅钢片的取向与铁芯工作
面垂直，若采用非取向硅钢片制作成型铁芯片，则硅钢片材料压延方向与铁芯工 作面垂直；
二、 用机械加工方式将整体软磁材料加工出圆形铁芯座，并在圆形铁芯座的 中部水平方向上加工出一个通槽，在铁芯座底部加工出0.3-0.5mmX45。的环形 倒角； '
三、 将与铁芯座的通槽尺寸相适应的铁芯组合件整体嵌入铁芯座的通槽中， 去掉超出铁芯座通槽的部分，形成组合铁芯体；
四、 用机械加工的方式在组合铁芯体上部加工出环形内凹台阶；
五、 以机械加工方式加工非导磁金属外套，在其内壁上加工出环形凹槽，槽 深0.4—0.5mm;
六、 将具有环形台阶的组合铁芯体装入加工好的非导磁金属外套中，要求铁 芯组合体上的环形内凹台阶与非导磁金属外套端部凸台之间的水平和垂直方向 的间隙为0.4-0.5mm;
七、 向铁芯组合体和非导磁金属外套之间的间隙中灌封环氧胶，环氧胶将二 者的间隙和非导磁金属外套内壁的环形凹槽填满，环氧胶必须耐15(TC以上高 温、高强度、具有优良的金属粘接强度；
八、 将灌封了环氧胶的组合体放入真空烘箱中烘干，温度120'C — 13(TC ， 持续2小时，令环氧胶固化，或在组合铁芯体环形槽与非导磁金属外套之间的 间隙处用焊接方式将焊料填满，将铁芯组合体牢牢固定在非导磁金属外套内，若 采用焊接方式将焊料填满间隙的方法将组合铁芯体固定在非导磁金属外套4内， 则省略烘干步骤；
九、 用机械加工的方式在烘干灌封胶固定好的组合铁芯体或用焊接方式固定 好的组合铁芯体的端面上加工出环形槽，环形槽的位置在铁芯体上，与圆形组合 铁芯体同一圆心；
十、在上述组合铁芯体的环形槽中加工出两个线圈引出线孔，该两个引出线 孔应位于环形槽底部的铁芯座上，该引出线孔应穿透铁芯座和非导磁金属外套的 底部，即得本方法所制造的圆形状组合式高速电磁铁铁芯。
本发明的组合式高速电磁铁铁芯，其非导磁金属外套的外径最小可做到① 20mm。本发明与现有技术相比，具有以下显著效果
结构简单，便于加工，体积小，最小外径可达到①20mm，适用于小型柴油 机。采用通用的机械加工设备便能形成批量生产，生产成本可降低10%_20%。
本发明由于采用硅钢片与软磁整体材料的组合方式，并在组合后实施机械加 工，既解决了整体软磁材料涡流大的问题，又解决了釆用全E型硅钢片叠加体 积大的缺陷，在需要同等电磁力的情况下减小了体积，在匹配合适的线圈情况下， 只需12A—16A的驱动电流和4A—8A的维持电流，电磁力在150N-350N，在降 低线圈发热的同时提高了电磁铁的响应速度，也减轻了控制单元ECU的负担。
图1 本发明的装配结构示意图
图2 铁芯组合件叠片单片的示意图
图3 铁芯组合件示意图
图4图3的俯视图
图5 铁芯座示意图
图6 组合铁芯体的示意图
图7图6的俯视图
图8 组合铁芯体内凹台阶加工示意图
图9图8的俯视图
图10非导磁金属外套的示意图
图11组合铁芯体与非导磁金属外套装配示意图
图12加工了环形槽的圆形状铁芯俯视图
图13图12的A-A剖视图
图14加工了线圈引出线孔后的俯视图
图15图14的B-B剖视图
图16装入线圈，引出线圈引线后的产品剖面图
图17组合铁芯体与非导磁金属外套焊接的装配结构示意图
图18非导磁金属外套的示意图
图19组合铁心体与非导磁金属外套装配示意图
图20加工了环形槽的圆形状铁芯俯视图
图21图20的C-C剖视图
图22加工了线圈引出线孔后的俯视图
图23图22的D-D剖视图
图24装入线圈，引出线圈引线后的产品剖视图
具体实施例方式
实施例1、
本实施例提供了一种组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，要加工的组合式高 速电磁铁铁芯是一种圆形状铁芯，如图1所示，由铁芯组合件1、铁芯座2 、 非导磁金属外套4组成，其加工步骤特征如下
一、 如图2所示，以冷冲方式落料成型铁芯组合件叠片单片l一l，再以叠压 方式将若干成型铁芯片单片l一l叠加成铁芯组合件1，采用取向硅钢片制作成 型铁芯片，取向硅钢片的取向与铁芯工作面垂直，参见图3和图4;
二、 以机械加工方式将整体软磁材料加工成圆形铁芯座2，并在圆形铁芯座2 的中部水平方向加工出一个通槽2-l，在铁芯座底部加工出0.3mmX45。的环形 倒角2—2，如图5所示；
三、 将与铁芯座2的通槽2-1尺寸相适应的铁芯组合件1整体嵌入铁芯座2 中部的通槽2-l中，用机械加工的方式除去伸出铁芯座通槽外的部分，形成组合 铁芯体，见图6、图7;
四、 以机械加工方式在组合铁芯体上端部加工出一个环状内凹台阶3，见图 8、图9;
五、 以机械加工方式将非导磁金属材料加工出非导磁金属外套4。为了较好 地固定组合铁芯体2，在非导磁金属外套4内壁上加工出两个环形凹槽4-l、4-2， 槽深均为0.5mm，凹槽4-l的外侧形成凸台4-3，见图10;
六、 以压装方式将加工出内凹台阶3的组合铁芯体压装入非导磁金属外套4 中，组合铁芯体上的环形内凹台阶3与非导磁金属外套4端部凸台4-3之间的水 平方向和垂直方向间距为0.5mm;
七、 用H907环氧胶5灌注至组合铁芯体与非导磁金属外套4之间的间隙处，
填满两个环形凹槽中；
八、 放入真空烘箱中烘干H907环氧胶，烘干温度为120'C，烘干时间2小
时，通过固化环氧胶，将组合铁芯体牢牢地粘合在非导磁金属外套4的内壁上， 如图11;
九、以机械加工方式在上述组合铁芯体的端面上加工出环形槽7，该环形槽 7的位置在组合铁芯体上，与圆形组合铁芯体同一圆心，见图12、图13;
十、以机械加工方式在上述环形槽7的底部加工出对称的两个线圈引出线孔 6，该两个引出线孔6穿通铁芯座2的底座和非导磁金属外套4的底座。见图14、 图15，即得本发明制造方法生产的组合式高速电磁铁铁芯。
将线圈9装入铁芯环形槽7，线圈引出线10穿过铁芯引出孔6，再辅以需 要的接线端子和封装材料，并使其固化，然后磨平组合式铁芯的工作面，即可得 到密封效果好、响应速度快，电流小、体积小型化、电磁力足够强劲的适用于柴 油机电控喷油系统的高速电磁铁。如图16所示。
本实施例中，成型铁芯片l一l采用取向硅钢片制作，取向硅钢片的取向与 铁芯工作面垂直。
实施例2
本实施例提供了一种组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，要加工的组合式高 速电磁铁铁芯是一种圆形状铁芯，如图1所示，由铁芯组合件l、铁芯座2 、非 导磁金属外套4组成，其加工步骤特征如下'
一、 如图2所示，以冷冲方式落料成型铁芯组合件叠片单片l一l，再以叠压 方式将若干成型铁芯片单片l一l叠加成铁芯组合件1，参见图3和图4;
二、 以机械加工方式将整体软磁材料加工成圆形铁芯座2，并在圆形铁芯座 2的中部水平方向上加工出一个通槽2-l，在其底部加工出0.5mmX45。的环形 倒角2—2，如图5所示；
三、 以压装方式将与铁芯座2的尺寸相适应的铁芯组合件1整体嵌入铁芯座 2的水平通槽2-l中，用机械加工的方式除去伸出铁芯座通槽2-l外的部分，形 成组合铁芯体，见图6、图7;
四、 以机械加工方式在组合铁芯体上端部加工出一个环状内凹台阶3，见图
8、图9;
五、 以机械加工方式加工非导磁材料，加工出非导磁金属外套4，在非导磁 金属外套4内壁上加工出两个环形凹槽4-l、 4-2，槽深均为0.4mm，凹槽4-1
的外侧形成凸台4-3，见图10;
六、 以压装方式将具有内凹台阶3的组合铁芯体压装入非导磁金属外套4 中，组合铁芯体上的内凹台阶3与端部凸台4-3之间的水平和垂直方向的间隙为 0.4mm;
七、 用EMS380-02型环氧胶5灌注至组合铁芯体与非导磁金属外套4之间 的间隙处，填满两个环形凹槽中；
八、 放入真空烘箱中烘干环氧胶，烘干温度为13(TC，烘干时间2小时，通 过固化环氧胶，将组合铁芯体牢牢地粘合在非导磁金属外套4的内壁上，如图 11;
九、以机械加工方式在经过上述工序的组合铁芯体的端面上加工出环形槽 7，该环形槽7的位置应在铁芯体上，与圆形组合铁芯体同一圆心，见图12、图
13;
十、以机械加工方式在上述环形槽7的底部加工出两个线圈引出线孔6， 该两个引出线孔穿透铁芯座2底部和非导磁金属外套4的底部，即得本发明制造 方法生产的组合式高速电磁铁铁芯，见图14、图15。
若将线圈9装入铁芯环形槽7，线圈引出线10穿过铁芯引出孔6，再辅以 需要的接线端子11和封装材料12，并使其固化，然后磨平组合铁芯的工作面， 即可得到密封效果好、响应速度快，电流小、体积小型化、电磁力足够强劲的适 用于柴油机电控喷油系统的高速电磁铁。如图16所示。
本实施例中，成型铁芯片l一l采用非取向硅钢片制作成型铁芯片，硅钢片 材料压延方向与铁芯工作面垂直。 实施例3
本实施例提供了一种组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，要加工的组合式高 速电磁铁铁芯是一种圆形状铁芯，如图17所示，由铁芯组合件l、铁芯座2 、 非导磁金属外套4组成，其加工步骤特征如下
一、 如图2所示，以冷冲方式落料成型铁芯组合件叠片单片l一l，再以叠压 方式将若干成型铁芯片单片l一l叠加成铁芯组合件1，参见图3和图4;
二、 以机械加工方式将整体软磁材料加工成圆形铁芯座2，并在圆形铁芯座 2的中部水平方向上加工出一个通槽2-l，在其底部加工出0.4mmX45。的环形
倒角2 — 2，如图5所示；
三、 以压装方式将与铁芯座2的通槽尺寸相适应的铁芯组合件1整体嵌入铁 芯座2的水平通槽2-l中，用机械加工的方式除去伸出铁芯座通槽2-l外的部分， 形成组合铁芯体，见图6、图7;
四、 以机械加工方式在组合铁芯体上端部加工出一个环状内凹台阶3，见图
8、图9;
五、 以机械加工方式将整体非导磁材料加工出非导磁金属外套4。在非导磁 金属外套4内壁上加工出一个环形凹槽4-l，槽深为0.4mm，凹槽4-l的外侧形 成凸台4-3，见图18;
六、 以压装方式将具有内凹台阶3的组合铁芯体压装入非导磁金属外套4 中，组合铁芯体上的内凹台阶3与非导磁金属外套端部凸台4-3之间的水平和垂 直方向的间隙为0.5mm;
七、 在组合铁芯体环形凹槽3与非导磁金属外套之间间隙处用焊接的方式将 焊料5填满间隙，将组合铁芯体牢牢地固定在非导磁金属外套4的内壁上，如图
19;
八、 以机械加工方式在上述组合铁芯体的端面上加工出环形槽7，该环形 槽7的位置应在铁芯体上，与圆形组合铁芯体同一圆心，见图20、图21;
九、 以机械加工方式在上述环形槽7中加工出两个线圈引出线孔6，该引 出线孔6应位于环形槽7的底部，穿过铁芯座2的底座和非导磁金属外套4的底 座，见图22、图23。
若将线圈9装入铁芯环形槽7，线圈引出线10穿过铁芯引出孔6，再辅以 需要的接线端子11和封装材料12，并使其固化，然后磨平组合铁芯的工作面， 即可得到密封效果好、响应速度快，电流小、体积小型化、电磁力足够强劲的适 用于柴油机电控喷油系统的高速电磁铁。如图24所示。
本实施例中，成型铁芯片l一l采用取向硅钢片制作，取向硅钢片的取向与 铁芯工作面垂直。
权利要求
1、一种组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，该组合式高速电磁铁铁芯是一种圆形状铁芯，由铁芯组合件(1)、铁芯座(2)、非导磁金属外套(4)构成，其加工步骤特征如下一、用冲压方式将硅钢片制作出成型铁芯片(1—1)，将若干片成型铁芯片(1—1)叠加成铁芯组合件(1)，若采用取向硅钢片制作成型铁芯片，则取向硅钢片的取向与铁芯工作面垂直，若采用非取向硅钢片制作成型铁芯片，则硅钢片材料压延方向与铁芯工作面垂直；二、用机械加工方式将整体软磁材料加工成圆形状铁芯座(2)，并在圆形状铁芯座(2)的中部水平方向上加工出一个通槽(2—1)，在铁芯座底部加工出0.3-0.5mm×45°的环形倒角(2—2)；三、将与铁芯座(2)的通槽尺寸相适应的铁芯组合件(1)整体嵌入铁芯座(2)的通槽(2—1)中，去掉超出铁芯座通槽部分；四、用机械加工的方式在组合铁芯体上部加工出环形内凹台阶(3)；五、以机械加工方式加工非导磁金属外套(4)，在其内壁上加工出环形凹槽，槽深0.4-0.5 mm；六、将具有环形内凹台阶(3)的组合铁芯体装入加工好的非导磁金属外套(4)中，要求组合铁芯体上的环形内凹台阶(3)与非导磁金属外套(4)端部凸台(4-3)之间的水平和垂直方向间隙不小于0.5mm；七、向铁芯组合体和非导磁金属外套(4)之间的间隙中灌封环氧胶(5)，同时，环氧胶还将非导磁金属外套(4)内壁的环形凹槽填满，环氧胶必须耐150℃以上高温、高强度、具有优良的金属粘接强度；八、将灌封了环氧胶的组合体放入真空烘箱中烘干，温度120℃-130℃，持续2小时，令环氧胶固化，将组合铁芯体固定在非导磁金属外套(4)内，或在组合铁心体环形槽(3)与非导磁金属外套(4)之间间隙处用焊接方式将焊料(8)填满间隙，将组合铁芯体固定在非导磁金属外套(4)内，若采用焊接方式将焊料(8)填满间隙，将组合铁芯体固定在非导磁金属外套(4)内，则省略烘干步骤；九、用机械加工的方式在烘干灌封胶(5)固定好的组合铁芯体或用焊接方式固定好的组合铁芯体的端面上加工出环形槽(7)，环形槽(7)的位置在铁芯体上，与圆形组合铁芯体同一圆心；十、在上述的环形槽(7)底部加工出两个线圈引出线孔(6)，该两个引出线孔(6)应穿透铁芯座(2)和非导磁金属外套(4)的底部，即得本方法所制造的圆形状的组合式高速电磁铁铁芯。
全文摘要
本组合式高速电磁铁铁芯的制造方法，该铁芯由铁芯组合件、铁芯座、非导磁金属外套构成，先将硅钢片制作成单片成型铁芯片，再叠加制成铁芯组合件，整体嵌入软磁材料的铁芯座的通槽中，去掉超出通槽部分，形成组合铁芯体，将组合铁芯体端部加工出环状台阶，再装入非导磁金属材料外套中，在二者之间预留的间隙中填充环氧胶，烘干固化，之后在固化组合体端面加工环形槽，环形槽的位置在铁芯体上、铁芯组合件外侧至非导磁金属外套之间，该环形槽与圆形组合铁芯体为同心圆；在槽中开两个线圈引线孔，该孔穿过铁芯座底部和非导磁金属外套底部。本方法的突出特征是采用硅钢片与软磁整体材料的组合方式，并在组合后实施机械加工。
文档编号H01F3/02GK101364478SQ20081004471
公开日2009年2月11日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者军 易, 李志强 申请人:易 军;李志强