大弓高磁瓦成型的特点及模具设计0牛筋面机

大弓高磁瓦成型的特点及模具设计

大弓高磁瓦成型的特点及模具设计 2011年12月09日 来源： 1　前言　　由于烧结铁氧体硬而脆，靠磨加工来决定产品形状很困难，尽量使烧结坯件符合产品尺寸及形状，尽量少的磨削就能达到产品尺寸精度及表面粗糙度的要求，对大弓高（中心角大于120°）磁瓦来说尤其重要。　　本文分析大弓高磁瓦生产压制和烧结的不同特点，从而探讨模具设计对大弓高磁瓦成品率的影响。2　磁瓦压制过程中的定向磁场导致的密度不均匀及模具设计　　　　对于瓦形磁体来说，有两种不同的取向方式，一种是沿径向辐射状取向，另一种是沿对称轴平行取向。对辐射取向磁瓦来说，沿其内弧表面测量，磁通密度分布呈马鞍形。成型这种磁体时，模具的成型部位应稍高一点，靠近成型磁场线圈端面，以利用端面的发射状磁场使磁粉定向。若使用高压泵注料，因注料压力大，上下冲头间距小，下冲头可抬高，也就是装料高度与压制高度之间差别较小，这也有利于沿径向辐射取向。还有一个重要方面，就是利用机械力，使悬浮在水中的磁性粒子沿径向呈辐射取向。对于沿对称轴平行取向磁瓦来说，沿其内弧表面测量，其磁通密度分布呈正弦状。成型这种磁体时宜将成型部位安排在成型磁场线圈的中部，以利用平行磁场使磁粉充分定向。这两种磁体装入电机后，前者的磁场利用率比后者高约20％，气隙磁通提高8．7％～11．8％，但后者转子转动比较平稳，抖动小。目前磁瓦成型时磁瓦凸面朝上，这样可充分利用成型磁场。2．1　瓦型模具模腔中磁场强度分布的不均匀性　　磁瓦应用于电机的定子，要求内外两个弧面为同心圆，一般情况下，磁瓦内弧DBF面为磁瓦的工作面，它是由DB＋BF构成，外弧由CAE圆弧构成，如图1a所示。充磁电流一定时，瓦型模腔内的磁场强度大小与上下模端面的距离成反比。由图1b可知，从E′F′到A′B′上下模端面的间距逐渐增大，而从A′B′到C′D′上下模端面的间距逐渐减小，因此瓦型模腔的中心E′F′磁场强度最高，向两边逐渐降低，到A′B′处达到最低值，然后又逐渐升高，磁场分布如图1c所示。磁场强度分布不同，导致不同部位取向度不同，中心部位（E′F′）取向度最好，C′D′处取向度也较好，A′B′处取向度最差。由于磁瓦各个方向上的收缩率不同，在压制和烧结时易产生裂纹，尤其对大弓高磁瓦情况特别严重。　　成型压力方向与磁力线方向不平行，偏离中心线距离越远，磁力线偏离压力方向的夹角越大，并产生横向分力，成型毛坯因所受磁力不一致，所以使毛坯不同部位密度不均匀，在密度变化最剧烈处易产生裂纹，尤其是中心角大的磁瓦，在磁场效应、机械效应共同作用下，其主要裂区如图2所示。2．2　料浆在瓦型模具中装填的不均匀性 　　瓦型模腔中心磁场强度最高，边缘次之，A′B′处最低（图1），磁场强度越高对料浆的作用力越大，于是料浆倾向于聚集在磁场强度高的部位，这样毛坯中部密度较大，向两边逐渐减小，至C′D′处又增大，所以整个毛坯密度是不均匀的。在烧结过程中，密度高的部位，烧结收缩小，密度低的部位，烧结收缩大。烧结收缩不同不仅容易导致裂纹，而且不能保证产品的最终尺寸，影响产品质量。由于A′B′处附近密度低，烧结收缩率大而出现裂纹。2．3　解决办法和措施　　（1）在B′D′处用青铜或其它不导磁材料代替导磁材料，尽量消除瓦型模腔内的磁场强度和磁粉装填的非均匀性的双重作用。　　（2）在下冲头上部即工作部分焊接无磁钢，无磁钢需不同厚度即磁场强度高的地方厚一些，有意增大磁场气隙，可以适当改善磁场的均匀性。　　（3）在尖角B′处加过渡圆，并使平台B′D′略有上翘（5°～30°，具体根据其中心角的大小来掌握）。　　（4）采用下顶式压制或双向压制。对于浮动式模具来说，上模向下移动，下模不动，这种压制属于单向压制，采用这种方式压制成型，磁瓦的内弧面处在压制过程中不运动的下模部位，外弧处在压制过程中运动的上模部位，所以磁瓦的内弧部位比磁瓦的外弧部位密度低，这样会造成两种结果。第一，磁瓦的密度越大，则磁瓦的磁感应强度越高，磁瓦的工作面为其内弧，因这种方式压制内弧部位的密度低，因而降低了磁瓦工作面性能；第二，因为是上面吸水，所以外弧面先干，也增加了外弧处的密度，造成外弧面磁感应强度高，内弧面磁感应强度低，也影响磁瓦的工作性能。　　下顶式压制时，压制过程中上模不动，下模向上顶出，即磁瓦内弧面为压制过程中的运动面，这样内弧密度可提高，配合上模吸水，使毛坯密度较为均匀，这就要求下模有加压功能。　　双向压制，指压制过程中上下模均对料浆加压，磁瓦的内弧和外弧在压制过程中均为运动面，显然采用双向压制能使磁瓦密度均匀，双向压制要求压机具备上下油缸同时加压功能。　　（5）针对磁场效应、机械效应产

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