注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机论文和设计-熊君

全文摘要

本实用新型提供了一种注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机，该模具包括前模和后模；前模与后模相对设置；前模固定不动，后模向前模推进以形成型腔；型腔用于合成塑磁磁体；前模与塑磁磁体接触的部位与后模与塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。通过在模具中镶嵌导磁体，从而改变模具中的磁场分布，使得制备注射成型的塑磁磁体两面的表面场强均匀性得到改善，并提高了塑磁磁体的表面场强平均值，以提高塑磁磁体的性能。

主设计要求

1.一种注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述模具包括前模和后模；所述前模与所述后模相对设置；所述前模固定不动，所述后模向所述前模推进以形成型腔；所述型腔用于合成塑磁磁体；所述前模与所述塑磁磁体接触的部位和所述后模与所述塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。

设计方案

1.一种注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述模具包括前模和后模；所述前模与所述后模相对设置；

所述前模固定不动，所述后模向所述前模推进以形成型腔；所述型腔用于合成塑磁磁体；所述前模与所述塑磁磁体接触的部位和所述后模与所述塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。

2.根据权利要求1所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述前模包括定模板，所述后模包括顶针；所述定模板与所述顶针相对设置；所述定模板与所述顶针上均设置有导磁体。

3.根据权利要求2所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述模具还包括定模固定板；所述定模板设置在所述定模固定板上；

所述型腔在永磁体或充磁线圈的作用下产生磁场，以形成所述塑磁磁体；所述永磁体或所述充磁线圈设置在所述定模固定板上。

4.根据权利要求2所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述导磁体包括导磁环；所述顶针与所述定模板上均镶嵌有导磁环。

5.根据权利要求3所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述定模板为非导磁体，所述定模固定板为导磁体。

6.根据权利要求3所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述永磁体包括稀土永磁体。

7.根据权利要求6所述的注射成型塑磁磁体的模具，其特征在于，所述稀土永磁体包括钕铁硼磁体或钐铁氮磁体。

8.一种注射成型机，其特征在于，所述注射成型机包括如权利要求1-7中任一项所述的注射成型塑磁磁体的模具，以及与所述注射成型塑磁磁体的模具连接的注射装置。

9.根据权利要求8所述的注射成型机，其特征在于，所述注射装置用于将塑料均匀塑化变成熔融状态的粒料，并将所述熔融状态的粒料注入所述注射成型塑磁磁体的模具中。

10.根据权利要求9所述的注射成型机，其特征在于，所述注射成型机还包括与所述注射装置连接的液压传动系统。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及模具技术领域，尤其是涉及一种注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机。

背景技术

在能源越来越紧张的形势下，节能降耗、低碳经济成为我国政府的重点侧重，高性能注塑永磁铁氧体器件的研制及推广使得诸多新型节能电机的设计和革新成为可能，满足变频家电、办公设备等对节能电机的使用需求。注射永磁体与烧结永磁体相比，具有一次注塑成型、结构简单、体积小、精度高等特点。采用塑磁转子的变频直流电机，与定频交流电机相比，可以节能30％以上，噪音低，寿命长。

高性能的塑磁转子，在成型过程中要求在符合特定要求的闭合磁路下，将熔融状态的粒料注入模具型腔，使铁氧体微粒在外加磁场的作用下按一定规律排列，实现磁粉的有效定向，并在产品冷却凝固过程中被定格。因而，合理高效的磁路设计是获取注射器件高性能的关键。

模具取向磁场主要由取向方式和表磁分布要求决定，本项目采用永磁取向。制备的塑磁磁体的表磁波形要求为正弦波，避免方波和马鞍形波。在没有磁路模具设计的情况下，注射成型类似于粉末冶金的单向压制，最接近注射方向的一面受力最大，密度最高，表场强度最高；最远离注射方向的另一面受力最小，密度最小，表场强度最低。表场强度分布不均匀，使两面的表场强度产生差值，产品波形呈现锯齿谐波或马鞍形波等不良波形，最终导致产品性能降低，并出现因上下面径向尺寸收缩率差异大，导致产品在注射和脱模过程中产生的畸形和开裂，使得成品率降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机，改变模具中的磁场分布，使得制备注射成型的塑磁磁体两面的表面场强均匀性得到改善，并提高了塑磁磁体的表面场强平均值，以提高塑磁磁体的性能。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种注射成型塑磁磁体的模具，其中，该模具包括前模和后模；前模与后模相对设置；前模固定不动，后模向前模推进以形成型腔；型腔用于合成塑磁磁体；前模与塑磁磁体接触的部位与后模与塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。

进一步地，上述前模包括定模板，后模包括顶针；定模板与顶针相对设置；定模板与顶针上均设置有导磁体。

进一步地，上述模具还包括定模固定板；定模板设置在定模固定板上；型腔在永磁体或充磁线圈的作用下产生磁场，以形成塑磁磁体；永磁体或充磁线圈设置在定模固定板上。

进一步地，上述导磁体包括导磁环；顶针与定模板上均镶嵌有导磁环。

进一步地，上述定模板为非导磁体，定模固定板为导磁体。

进一步地，上述永磁体包括稀土永磁体。

进一步地，上述稀土永磁体包括钕铁硼磁体或钐铁氮磁体。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种注射成型机，其中，该注射成型机包括上述的注射成型塑磁磁体的模具，以及与注射成型塑磁磁体的模具连接的注射装置。

进一步地，上述注射装置用于将塑料均匀塑化变成熔融状态的粒料，并将熔融状态的粒料注入注射成型塑磁磁体的模具中。

进一步地，上述注射成型机还包括与注射装置连接的液压传动系统。

本实用新型实施例提供了一种注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机，该模具包括前模和后模；前模与后模相对设置；前模固定不动，后模向前模推进以形成型腔；型腔用于合成塑磁磁体；前模与塑磁磁体接触的部位与后模与塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。通过在模具中镶嵌导磁体，从而改变模具中的磁场分布，使得制备注射成型的塑磁磁体两面的表面场强均匀性得到改善，并提高了塑磁磁体的表面场强平均值，以提高塑磁磁体的性能。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种注射成型塑磁磁体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种注射成型塑磁磁体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种注射成型塑磁磁体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种瓦型模具型腔内磁场的分布示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种注射成型机的结构示意图。

图标：1-定模固定板；2-定模板；3-充磁线圈；4-型腔；5-动模板；6- 顶针；10-前模；11-后模；50-注射成型塑磁磁体的模具；51-注射装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

在目前的湿压成型磁瓦模具的设计中，通常采用电磁取向磁场，上下锤头采用导磁材料，以增强模腔内的取向磁场的强度。磁匀瓦性应用于电机的定子，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4(a) 所示。在充磁电流一定时，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4(b)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′处磁场强度最高，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4(c)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，而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。基于此，本实用新型实施例提供了一种注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机，以改善塑磁磁体表面磁场分布均匀的缺陷，并提高了塑磁磁体的表面场强平均值，以提高塑磁磁体的性能。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种注射成型塑磁磁体的模具进行详细介绍。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种注射成型塑磁磁体的模具，如图1所示，该模具包括前模10和后模11；前模10与后模11相对设置；前模10固定不动，后模11向前模10推进以形成型腔；型腔4用于合成塑磁磁体；前模10与塑磁磁体接触的部位和后模11与塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。

一般而言，制造塑磁磁体的模具与制造普通塑料模具基本相同，但是制造塑磁磁体的模具耐磨损性更高，而制造塑磁磁体时，要采用专用磁场成型模具，只是在材料上二者差别较大。所以在使用本模具的方法时，与现有制作普通塑料的模具基本相同，本模具的具体使用方法可参照现有的制造普通塑料模具的使用方法。

在没有熔融状态的粒料时，本模具的前模10与后模11是分开的；在有熔融状态的粒料注入到本模具时，前模10固定不定，后模11向前模10 推进，可以理解的是前模10与后模11合模时，会形成一个型腔4，该型腔 4用于将上述熔融状态的粒料合成塑磁磁体也就是需要生产的产品。此时，该塑磁磁体与前模和后模中都有部分接触，而本实用新型的优点是在与塑磁磁体接触的部位设置有导磁体，可以达到制备塑磁磁体(也就是24极塑磁转子)的指标要求：产品表磁峰值≥1100Gs，产品两面表场偏差≤50Gs。

本实用新型实施例中，该模具包括前模和后模；前模与后模相对设置；前模固定不动，后模向前模推进以形成型腔；型腔用于合成塑磁磁体；前模与塑磁磁体接触的部位与后模与塑磁磁体接触的部位均设置有导磁体。通过在模具中镶嵌导磁体，从而改变模具中的磁场分布，使得制备注射成型的塑磁磁体两面的表面场强均匀性得到改善，并提高了塑磁磁体的表面场强平均值，以提高塑磁磁体的性能。

实施例二

本使用新型实施例还提供了另一种注射成型塑磁磁体的模具，该实施例是在实施例一的基础上实现的。如图2所示，上述前模10包括定模板2，后模11包括顶针6；定模板2与顶针6相对设置；定模板2与顶针6上均设置有导磁体。上述模具还包括定模固定板1，定模板2设置在定模固定板 1上；型腔4在永磁体或充磁线圈3的作用下产生磁场，以形成塑磁磁体；永磁体或充磁线圈3设置在定模固定板1上；上述导磁体包括导磁环；顶针6与定模板2上均镶嵌有导磁环，其中，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的一种注射模具简化的结构示意图。

上述的定模板2和顶针6为非导磁体，定模固定板1为导磁体，其中，该非导磁体的材料可以由铁、钴、镍及其合金和除此之外的金属的合金；导磁体的材料可以是硅钢片、各种铁制品和稀土元素形成的合金。图2中以充磁线圈3产生的永磁场为例进行说明，以永磁体产生的永磁场的模具与其相同，该永磁体包括稀土永磁体，而该稀土永磁体包括钕铁硼磁体或钐铁氮磁体；模具由于使用电流可调的充磁线圈，相当于模具得到外部激励，以在模具内形成导磁回路。

由于定模板2与顶针6必须使用导磁体，但是定模板2与顶针6使用的材料可能会对产品表面场强的不均匀和稳定性产生影响，给模具设计带来困难。因此我们设计了四种方案在定模板2与顶针6使用不同的材料并进行对比，我们采用了Ansoft Maxwell(一种工业应用中的电磁软件)专业软件进行磁路模拟，研究塑磁磁体表场波形与模具磁路设计的关系。

方案一：

顶针6为导磁体，不加其他材料，定模板2为导磁体，不加其他材料；经过计算机模拟的结果得到，在定模板2处磁力线发散，在顶针6处磁力线束集，在定模板2与顶针6接触的产品中，该产品在顶针6处磁场高，在定模板2处磁场低，两处之间磁场偏差很大。

方案二：

对方案一的顶针6中的导磁体变为非导磁体，而定模板2与方案一相同还是全部为导磁体；此方案与方案一相比，产品在顶针6的磁场降低，而产品在定模板2处的磁场强，导致定模板2处的磁场高于顶针6处的磁场，但是两处的磁场偏差小于方案一中的磁场偏差。

方案三

顶针6仍然为导磁体，但是在顶针6与产品的接触面增加一定厚度的非导磁体，是对方案二的改进，但是由于方案二中顶针6全部为非导磁体时，该处的产品磁场降低太多且产品整体磁场降低，因此在方案三中，适当在顶针6与产品接触部分增加非导磁体，也就是在保留定模板2处磁场，适当降低顶针6处的磁场。在方案三种，产品的两处差减少，而且产品整体磁场比方案二高，但相对于方案一整体磁场低。

方案四

在顶针6与产品接触处镶嵌有导磁环，在定模板2与产品接触处镶嵌有导磁环，而定模板2和型腔板都为非导磁体。从软件模拟的结果来看，产品两面的磁场差明显降低，均匀性明显改善，但是产品整体的磁场明显提高。

所以在定模板2与顶针6与产品接触处镶嵌导磁环是作为模具优选的制造方案，下面对其进行验证。

如表1所示，表1是对两种模具材质X和Y所进行的方案一和方案四的表面场强对比。采用模具材质X分别按照方案一和方案四进行模具制造，实测方案一制备的塑料粘结磁体两面磁场偏差214.4mT，方案四的塑料粘结磁体两面磁场偏差降低至22.4mT。更换模具材质为Y，再次分别按照方案一和方案四进行模具制造，实测方案一制备的塑料粘结磁体两面磁场偏差 173.5mT，方案四的塑料粘结磁体两面磁场偏差降低至16.8mT。可以看出，按照方案四改进的模具，一方面塑料粘结磁体两面的表面场强均匀性明显改善，两面偏差高低面比值由1.20降低到1.02；另一方面，在同样的注射条件下，塑料粘结磁体的表面场强平均值得到提升。这一点也为满足客户各种性能等级的产品需求提供了可能。

表1

在磁路模拟的基础上对模具进行设计，通过模具结构及材质的微调进行磁路干预，最大限度地降低塑料粘结磁体沿注射方向上下两面的表场强度的差值(偏差≤25mT，使表场强度沿注射方向均匀分布。修正锯齿谐波或马鞍形波，使表场波形为正弦波或近正弦波，最终制备出表场波形优化 (正弦波)，且表场强度≥1180mT的塑磁磁体(24极塑磁转子样品)。

可以理解的是，本实用新型只是举例将模具中的顶针与定模板与产品接触的部位镶嵌有高磁导率的导磁环，实际应用中可以将模具中任何部件镶嵌导磁环，或者直接将模具中部件的非导磁体更换为导磁体，并不局限于顶针与定模板，只要是能改变型腔中磁场的分布就可以。

实施例三

本实用新型还提供了一种注射成型机，如图5所示，该注射成型机包括实施例一或实施例二中的注射成型塑磁磁体的模具50，以及与注射成型塑磁磁体的模具50连接的注射装置51；该注射装置51用于将塑料均匀塑化变成熔融状态的粒料，并将熔融状态的粒料注入注射成型塑磁磁体的模具50中；上述注射成型机还包括与注射装置51连接的液压传动系统。

本实用新型实施例提供的注射成型机，与上述实施例提供的注射成型塑磁磁体具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的注射成型机的具体工作过程，可以参考前述模具实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

设计图

注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机论文和设计

注射成型塑磁磁体的模具和注射成型机论文和设计-熊君

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