一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备的制作方法

本发明涉及磁铁生产设备，具体是指一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备。

背景技术：

1、在磁性材料特别是一体烧结式磁铁制备过程中，需要在模压成型的同时对粉料施加取向磁场，使磁粉的易磁化轴沿特定方向排列，从而获得优异的磁性能，传统的磁场成型设备通常采用固定的永磁体或单一方向的电磁线圈产生取向磁场，其磁场分布形式单一，难以在压型腔内同时实现轴向和径向的复合取向，无法满足高性能辐射取向或多极取向磁环的成型要求。

2、目前，部分现有技术尝试通过在模压机构的上方和侧方分别设置独立的充磁线圈，以分别产生轴向磁场和径向磁场，然而，这类方案中轴向线圈与径向线圈分属不同部件，不仅结构复杂、占用空间大，而且线圈与模压动作之间存在运动干涉，导致磁场施加与压力加载的时序配合困难；此外，由于线圈固定不动，而粉料在压型腔内的分布均匀性受模压轴旋转影响，固定的磁场方向无法随旋转过程动态调整，容易造成磁粉取向不均匀，影响最终产品的磁性能一致性。

3、海尔贝克阵列作为一种特殊的永磁或电磁阵列结构，能够在阵列一侧形成增强的定向磁场，而在另一侧磁场相互抵消，具有磁场利用率高、漏磁小的优点，然而，现有的海尔贝克阵列采用多个磁铁通过排列粘接形成海尔贝克阵列，现有的海尔贝克阵列一体式烧结磁铁加工难度较高，尚未见其与模压成型装置的有机集成，尤其是在旋转模压过程中如何实现阵列磁场与模压动作的协同控制，仍缺乏有效的技术方案。

4、此外，现有磁场成型设备中，充磁线圈的供电通断控制多依赖外部程控开关或复杂的滑环系统，存在布线繁杂、响应滞后、可靠性不足等问题，当模压轴需要旋转以改善粉料填充均匀性时，旋转运动与线圈供电线路之间的动态连接尤为困难，限制了设备向高效、精密方向的发展。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服上述困难，提供一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，包括机体，机体上有动力地滑动设有升降台，机体上设有工作台，机体后侧设有为工作台压型腔供料的送料机和料仓，所述升降台上设有上模压机构，上模压机构包括安装在升降台通孔处的安装台，安装台内转动设有模压轴和轴向充磁机构，模压轴底部外侧设有多个上模台，相邻上模台之间设有安装槽，轴向充磁机构包括内嵌在安装槽的电磁铁一；工作台上设有环台，环台内侧底部设有下模压机构和径向充磁机构，下模压机构包括有动力升降的下模台和内模柱，径向充磁机构包括外模台，外模台上均匀内嵌有多个电磁铁二；上模台与电磁铁一、下模台、内模柱、外模台与电磁铁二共同配合形成压型腔。

3、作为改进，所述轴向充磁机构还包括电机一、转环和电刷环，电机一驱动转环在安装台内转动，转环内安装有多个继电开关，转环底部设有与继电开关电连接的电刷，电刷与电刷环上的触点配合，触点与电磁铁一的线圈电连接，相邻电磁铁一的线圈缠绕方向相反。

4、作为改进，所述模压轴上设有花环一和花环二，花环一和花环二的外突出部分错位设置，继电开关可弹性伸缩的触柄与花环一或花环二外缘接触配合，相邻继电开关竖向错位设置，转环上设有与继电开关电连接的送电环一，继电开关与对应的电刷电连接。

5、作为改进，转环内侧设有安装板，继电开关均匀安装于安装板上，安装板内侧设有橡胶环，橡胶环与模压轴接触配合。

6、作为改进，所述电磁铁一的极靴一紧密嵌设在安装槽底部，极靴一底部与上模台底部齐平。

7、作为改进，所述上模台在安装槽外侧设有护罩，护罩、上模台和极靴一构成圆柱体。

8、作为改进，所述机体内设有液压缸二，液压缸二输出端与下模台底部连接，内模柱滑动设于下模台内侧通孔中，内模柱底部设有与下模台连接的弹簧，内模柱底部边侧设有伸出下模台外侧通孔的翼板，翼板与外模台底部限位配合。

9、作为改进，所述外模台上设有多个嵌槽，电磁铁二的极靴二紧密嵌设在嵌槽内，极靴二内侧与外模台内侧形成完整圆形，环台内设有与电磁铁二线圈电连接的送电环二，相邻电磁铁二的线圈缠绕方向相反。

10、作为改进，所述内模柱顶部设有圆锥帽，模压轴底部设有与圆锥帽适配的锥形槽，圆锥帽顶部上升后最大高度低于工作台台面。

11、本发明与现有技术相比的有益效果在于：本发明通过将海尔贝克环状阵列原理创新性地应用于磁环模压成型设备，在模压轴底部周向设置多个上模台并内嵌轴向充磁电磁铁，同时在工作台环台内侧设置外模台并内嵌径向充磁电磁铁，使上模压机构与下模压机构在合模状态下共同围成压型腔，轴向电磁铁与径向电磁铁分别布置于压型腔的上方和侧方，从而实现轴向磁场与径向磁场的空间正交复合，能够在粉料受压成型的同时施加多维取向磁场，显著提升各向异性磁环的取向度和磁性能一致性，满足辐射取向、多极取向等复杂磁环的成型要求，具体来说：

12、1、在轴向充磁方面，本发明将轴向充磁机构的电磁铁嵌入上模台之间的安装槽中，并使极靴底面与上模台底面齐平，护罩、上模台和极靴共同构成完整的圆柱体，使得充磁部件与模压部件高度集成，既保证了压型端面的平整性和密封性，又使磁场能够以最短的磁路垂直穿过压型腔内的粉料，极大提高了轴向磁场的利用效率和磁通密度，同时集成化设计减少了设备占用空间，简化了设备结构；

13、2、在径向充磁方面，本发明将径向充磁机构的多个极靴内弧面拼接成完整的圆形内壁，相邻电磁铁线圈缠绕方向相反，形成周向交替排列的海尔贝克环状径向磁场分布，使径向磁力线水平穿过环形压型腔中的粉料，在径向约束粉料流动的同时实现均匀的径向取向，有效解决了传统单一方向充磁无法实现复合取向的技术难题，显著提高了多极磁环的成型质量和磁性能一致性；

14、3、在磁场的时序控制方面，本发明通过在模压轴上固定设置花环一和花环二，并使两者的外突出部分在周向上错位布置，配合上下层错位设置的继电开关，使得各继电开关的触柄分别与对应花环的外缘保持滑动接触，当转环带动继电开关公转时，各触柄沿花环轮廓滑动并随凸起和凹陷的交替变化而产生径向伸缩，从而控制继电开关内部电性连接台与电极片的通断配合，实现对各个电磁铁按模压轴转动角度位置依次通断的精准时序控制，无需依赖外部程控开关或复杂布线，结构简单可靠、响应迅速，且能够随模压轴的旋转动态调整磁场分布，使粉料在受压旋转过程中始终受到均匀且适时变化的取向磁场作用；

15、4、在结构与运动协同方面，本发明通过在上模压机构中设置由电机驱动的转环，并在转环与模压轴之间设置橡胶环，使转环旋转时通过橡胶环与模压轴之间的摩擦力带动模压轴同步转动，无需为模压轴单独设置驱动源，简化了传动结构；同时模压轴自身在升降台带动下仅做轴向移动，旋转动作与模压动作相互独立，互不干涉，使得模压轴既能在压型时承载轴向压力，又能在转环驱动下灵活旋转以改善粉料在压型腔内的分布均匀性，大幅提升了设备的运行稳定性和成型效率。

1.一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，包括机体（1），机体（1）上有动力地滑动设有升降台（14），机体（1）上设有工作台（15），机体（1）后侧设有为工作台（15）压型腔供料的送料机（18）和料仓（17），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述轴向充磁机构（4）还包括电机一（41）、转环（43）和电刷环（47），电机一（41）驱动转环（43）在安装台（21）内转动，转环（43）内安装有多个继电开关（5），转环（43）底部设有与继电开关（5）电连接的电刷，电刷与电刷环（47）上的触点（471）配合，触点（471）与电磁铁一（48）的线圈电连接，相邻电磁铁一（48）的线圈缠绕方向相反。

3.根据权利要求2所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述模压轴（3）上设有花环一（34）和花环二（35），花环一（34）和花环二（35）的外突出部分错位设置，继电开关（5）可弹性伸缩的触柄（52）与花环一（34）或花环二（35）外缘接触配合，相邻继电开关（5）竖向错位设置，转环（43）上设有与继电开关（5）电连接的送电环一（431），继电开关（5）与对应的电刷电连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述转环（43）内侧设有安装板（45），继电开关（5）均匀安装于安装板（45）上，安装板（45）内侧设有橡胶环（46），橡胶环（46）与模压轴（3）接触配合。

5.根据权利要求2所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述电磁铁一（48）的极靴一（481）紧密嵌设在安装槽（321）底部，极靴一（481）底部与上模台（32）底部齐平。

6.根据权利要求5所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述上模台（32）在安装槽（321）外侧设有护罩（33），护罩（33）、上模台（32）和极靴一（481）构成圆柱体。

7.根据权利要求1所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述机体（1）内设有液压缸二（19），液压缸二（19）输出端与下模台（61）底部连接，内模柱（62）滑动设于下模台（61）内侧通孔中，内模柱（62）底部设有与下模台（61）连接的弹簧（64），内模柱（62）底部边侧设有伸出下模台（61）外侧通孔的翼板（65），翼板（65）与外模台（71）底部限位配合。

8.根据权利要求1所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述外模台（71）上设有多个嵌槽（72），电磁铁二（73）的极靴二（74）紧密嵌设在嵌槽（72）内，极靴二（74）内侧与外模台（71）内侧形成完整圆形，环台（16）内设有与电磁铁二（73）线圈电连接的送电环二（75），相邻电磁铁二（73）的线圈缠绕方向相反。

9.根据权利要求8所述的一种基于海尔贝克环状阵列的磁环模压成型设备，其特征在于：所述内模柱（62）顶部设有圆锥帽（63），模压轴（3）底部设有与圆锥帽（63）适配的锥形槽，圆锥帽（63）顶部上升后最大高度低于工作台（15）台面。