一种用于特殊径向磁场取向成型模具的制作方法

本发明涉及磁场取向成型模具，特别涉及一种用于特殊径向磁场取向成型模具。

背景技术：

径向取向的成型模具在检测设备制造的应用领域占有很大的比重，尤其在仪表、电机上的使用更为突出。其中，环形磁钢是目前使用最广泛的一种磁性材料。然而，由于这种环形磁钢的磁路通常是呈轴向分布的，因而其使用范围受到很大的限制。专利公告号为cncn2881914y的专利公开了一种单线包特殊磁场成型模具，包括导向柱，设置在导向柱之间的上模组件和下模组件，在所述的下模组件外围设有充磁线包，下模组件包括具有通孔的下凹模，插在下凹模通孔内的芯杆，在通孔的近底部插有下凸模，上述下凹模、芯杆和下凸模形成一个环形的型腔，上模组件的上模固定块压在型腔上；在下凹模的外围设有由强导磁材料制成的磁场引导板。该特殊磁场取向成型模具通过改变模具的尺寸即可制造出不同规格的环状磁性体，取代了传统磁钢，具有结构紧凑，零部件少，模具开发难度小，操作和使用方便等优势。

然而，早期的仪器设备的取向磁场强度在1.8t左右(与极间距离有关)，随磁体内禀矫顽力的增加，所需取向磁场强度已增至3t以上，采用上述方案制作的产品的磁性能并不高，磁场分布不够均匀，难以满足工作要求。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种用于特殊径向磁场取向成型模具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种用于特殊径向磁场取向成型模具，包括相互配合的上冲和凹模，所述凹模的底部连接有封闭板，凹模的模腔内设有导磁块，所述导磁块的外围设有若干个第一线圈组，导磁块上开设有永磁腔，永磁腔内设置有模芯，模芯上连接有与所述永磁腔相适配的下冲，所述永磁腔内填充有磁粉，所述下冲的末端连接有第二线圈组，所述第二线圈组、第一线圈组与模芯的磁力线在所述凹模内形成闭合回路。

作为优选，所述凹模、密封板采用导磁金属材料，所述上冲、下冲与永磁腔的腔壁均选用不导磁合金材料制成。

作为优选，所述导磁块为棱柱形结构或圆柱形结构，导磁块的外壁上连接有三个第一线圈组。

作为优选，所述三个第一线圈组等间距设置在所述导磁块的外壁，所述导磁块通过所述三个第一线圈组固定在所述模腔的上端，相邻两个第一线圈组之间的夹角为50°-80°。

作为优选，所述凹模、密封板采用导磁铁材料，所述导磁块由纯铁制成，所述模芯为导磁合金。

作为优选，所述第一线圈组和第二线圈组均采用漆包铜线缠绕而成。

本发明的有益效果在于：

对于仪表、电机等比较精密的设备，对磁体的磁性能、磁线取向效果均具有一定的要求，而本发明的模具通过第一线圈组和第二线圈组产生的磁力线对磁粉进行特殊取向，以获得径向辐射的磁环。通电成型时，上冲压紧凹模的下冲，永磁腔内的磁粉转变为磁体转子，与第一线圈组和第二线圈组产生的磁力线相互配合工作，形成完整的导磁回路结构，且第二线圈组设置在下冲末端，第一线圈组、第二线圈组的磁场线均指向模芯，使得模芯导磁性提高，可有效提高磁体的磁性能，增强模腔内垂直的成型压力磁场。

附图说明

图1为实施例一的俯视图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为实施例一的磁力线走向图；

图4为实施例一的永磁体转子磁极示意图；

图5为实施例二的磁力线走向图；

图6为实施例二的永磁体转子磁极示意图。

其中，1―凹模、2―封闭板、3―模芯、4―模腔、5―第一线圈组、6―第二线圈组、7―永磁腔、8―导磁块、9―下冲、10―下冲。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：如图1、图2所示，一种用于特殊径向磁场取向成型模具，包括相互配合的上冲10和凹模1，所述凹模1的底部连接有封闭板2，凹模1的模腔4内设有导磁块8，所述导磁块8的外围设有若干个第一线圈组5，导磁块8上开设有永磁腔7，永磁腔7内设置有模芯3，模芯3上连接有与所述永磁腔7相适配的下冲9，所述永磁腔7内填充有磁粉，所述下冲9的末端连接有第二线圈组6，所述第二线圈组6、第一线圈组5与模芯3的磁力线在所述凹模1内形成规整的闭合回路。所述第一线圈组5和第二线圈组6均采用漆包铜线缠绕而成。在本实施例中，所述模芯3的底部连接所述封闭板2，第二线圈组6连接所述模芯3的末端，所述第一线圈组5与所述第二线圈组6的磁场方向相同，所述第一线圈组5、第二线圈组6的s极均指向所述模芯3，使得模芯3的极性显示为s极，所述模芯3外围的永磁腔7内填充有磁粉，通电后，所述上冲10压紧凹模1，永磁腔7内的磁粉压模为永磁体，以获得径向辐射的磁环（如图4所示）。

参考图1、图3，所述导磁块8为棱柱形结构或圆柱形结构，导磁块8的外壁上连接有两个、三个、四个、五个、六个或更多第一线圈组5。为了使得模腔4内的磁场分布均匀，取向统一，所述若干个第一线圈组5等间距设置在所述导磁块8的外壁，所述导磁块8通过所述第一线圈组5固定在所述模腔4的上端，相邻两个第一线圈组5之间的夹角为50°-80°。在本实施例中，所述导磁块8为六棱柱形结构，所述第一线圈组5设有三个，所述三个第一线圈组5等间距设置在所述导磁块8的外壁，相邻两个第一线圈组5之间的夹角为60°，且相邻两个第一线圈组5之间的夹角可为50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°、65°、66°、67°、68°、69°、70°、71°、72°、73°、74°、75°、76°、77°、78°、79°或80°，在这个范围内，模腔4内的磁场分布均匀，通过调整夹角的角度可以即可实现调整第一线圈组5的覆盖范围，从而实现调整模腔4内的磁场强度，既能保证模腔4内的磁场强度，还能节省第一线圈组5的铜线材料，可控性高。

所述凹模1、密封板2采用导磁铁材料，所述模芯3为导磁合金。所述永磁体与第一线圈组5和第二线圈组6产生的磁力线相互配合工作，在模腔4内形成完整的导磁回路结构，所述第一线圈组5产生径向指向模芯3和永磁体的取向磁场，模芯3末端的第二线圈组6的磁力线与所述第一线圈组5的磁力线方向相同，所述第二线圈组6s极发出磁力线需要透过模芯3返回第二线圈组6的n极，有效增强模芯3的磁场强度，所述第一线圈组5产生的径向磁力线在第二线圈组6的相斥作用下，在模芯3处转换成垂直向下的磁力线到达封闭板2，磁力线通过所述封闭板2和凹模的侧壁返回第一线圈组5的n极，形成方向规则整齐回路完整的导磁路径，能有效减少凹模1磁场紊乱，提高了磁体的磁性能，增强模腔4内垂直的成型压力磁场，减少磁场紊乱对永磁体造成的性能影响。所述凹模1、密封板2的外壁可覆盖有不通磁的绝缘材料，所述绝缘材料为玻璃钢、层压玻璃布板或环氧板，所述模芯3与所述密封板2、第一线圈组5与凹模1、以及第一线圈组5与所述密封板2之间通过通磁槽连接，可保证磁场的方向，减少磁场紊乱。

由于所述上冲10、下冲9、永磁腔7的腔壁只提供成型作用，如果采用导磁材料，会影响磁体的磁性取向，必须单独靠第一线圈组5和第二线圈组6产生磁场，因此，所述上冲10、下冲9、永磁腔7的腔壁均选用不导磁合金材料制成，不导磁合金可选钛合金、铝合金或其他合金，提高磁体导磁作用的同时改善永磁腔7的腔壁的耐磨性能，提高模具寿命。所述导磁金属材料为导磁铁，所述导磁块8由纯铁制成，导磁块8的导磁率达到400以上，有利于磁力线到达模芯3。

图4为永磁体转子磁极示意图，在本实施例中，上冲10压紧磁粉后通电，使磁粉成型并变成永磁体转子，该永磁体的转子在第一线圈组5、第二线圈组6以及模芯3的作用下，磁性以圆环的方式分布，有效改善了磁粉的取向度，且该永磁体的转子的内径为s极外径为n极。

实施例二，本实施例与上述的实施例一的区别点在于：参考图5，所述第一线圈组的5的n极指向所述模芯3，所述第二线圈组6的n极面向所述模芯3，所述永磁体与第一线圈组5和第二线圈组6产生的磁力线相互配合工作，在模腔4内形成与实施例一方向相反的导磁回路。

参考图6，上冲10压紧磁粉后通电，使磁粉成型并变成永磁体定子，该永磁体的定子在第一线圈组5、第二线圈组6以及模芯3的作用下，磁性以圆环的方式分布，且该永磁体的转子的内径为n极外径为s极。

综上所述，本发明的模具通过第一线圈组和第二线圈组产生的磁力线对磁粉进行特殊取向，以获得径向辐射的磁环,永磁腔内的磁粉转变为磁体转子，与第一线圈组和第二线圈组产生的磁力线相互配合工作，形成完整的导磁回路，且第二线圈组设置在下冲末端，第一线圈组、第二线圈组的磁场线均指向模芯，使得模芯导磁性提高，可有效提高磁体的磁性能，增强模腔内垂直的成型压力磁场,使得模腔内的磁场分布均匀，适用于仪表、电机等比较精密的设备。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。