永磁铁氧体流道板式自动注料模具设计

[摘要]针对现有永磁铁氧体料腔式自动注料存在的问题，设计了永磁铁氧体流道板式自动注科模具，并通过模腔进料口平衡值计算解决了模多腔模具不同型腔成型零件毛坯的重量一致性问题。
[关键词] 永磁铁氧体 流道板式自动注料 模具设计

    1 引言

    湿压取向永磁铁氧体磁体因其价格低廉，性能适中，广泛应用于电机电器等领域。模具作为丁业化大生产必不可少的工具，在湿压取向永磁铁氧体磁体成型中扮演着重要的角色。本文以瓦形磁体为例，针对国内常使用的永磁铁氧体料腔式自动注料模具(以下简称料腔式自动注料模具，如图1所示)存在的问题，设计了永磁铁氧体流道板式自动注料模具(以下简称流道板式自动注料模具，如图2所示)，并简单地比较了两种模具使用情况。

    2 料腔式自动注料模具

    料腔式自动注料模具是一种常用的湿压取向水磁铁氧体磁体成型模具，我国首次从东欧引进便是该类模具结构。经过多年的研究，国内厂家现已普遣采用。

    1.1 模具结构特点及成型过程

    图1为料腔式自动注料模具结构，该模具较复杂，所有下模浸泡在一个大储料腔7中，型芯6与型腔4的密封状况巾型芯6与荆腔4之间的间隙大小决定，整个料浆通过储料腔7与中柱15之间的密封件进行密封。

    其成型过程为：启动压机压制后，带有滤布的吸水板3下降与型腔4接触合模，合模压力达到压机设定的压力时，注料泵开始注料，同时压机开始充磁定向，判浆经注料螺塞18流过中柱15到达储料腔7，然后通过型腔4壁上的注料槽分配到每个型腔(以1模多腔、下拉式脱模方式为例)。注料同时压机真空系统开始抽水，注料延时结束后压机快速压制开始，吸水板3随型腔4及储料腔7一起下行，随着下行距离的增加，型芯6逐渐封住型腔壁上的注料梢，多余的料浆回流到储料腔7中，型腔中的料浆成型逐渐形成零件毛坯，达到设定的成型最高压力后压机保压，保压延时结束后退磁，退磁延时结束后压机下缸下拉，露出零件毛坯，压机上滑块快速退回，取走毛坯，一个压制成型循环便完成了。

1上模底板 2水嘴 3吸水板 4型腔 5型腔垫板 6型芯 7．储料腔 8，12、16密封圈
9型芯垫板 10中间连揍板 11．过披环 13．压匪 14固定圈 15冲柱 17压环 18注料螺塞 19模架

    2.2　存在的问凰

    料腔式自动注料模具结构复杂，安装使用不方便；型芯6与型腔4的密封状况山刑芯6与型腔4之间的间隙决定，不但要求模具制造精度高，而且密封效果一般以致压制循环周期长；所有型芯浸泡在储料腔7中必须保证注料结束后压制过程中料浆的体积恒定，否则便会出现喷料或吸料现象，即要求所有型芯横截面积之和必须与中柱横截面积相等，在某种程度上限制的中柱尺寸设计，可能对模具的强度带来一定影响。

    3 流道板式自动注料模具

    针对料腔式自动注料模具存在的上述问题，笔者设计了流道板式自动注料模具，具体结构如图2所示。因流道板式自动注料模具与料腔式自动注料模具最大的区别为流道系统不同，所以本文仅重点对1模多腔流道板式自动注料模具中流道系统的设计及修正进行阐述，其余结构参照料腔式自动注料模具设计。

    3.1 结构特点及成型过程

    图2所示流道板式自动注料模具，无储料腔且中柱结构相对较为简单，型芯9与型腔4之间密封通过型芯9上的密封圈1O保证，密封效果好，其料浆流程相对较短。

    其成型过程大体与料腔式自动注料模具结构相似，只是判浆经注料螺塞7、流道板6及型腔5壁上的进料孔直接注入到每一个型腔。

1上模底板　2水嘴　3吸水板　4、10密封圏　5型腔　6流道板　7注料螺塞　8堵头　
9型芯　11型芯垫板　12中间连接板　13模架

    3.2 流道系统的设计

    流道板式自动注料模具的流道系统设计包括流道系统布置及相关参数的确定。本文以1模6腔模具为例，介绍流道系统的设计。

    流道系统由主流道、分流道、横浇道及型腔进料口组成，其布置(见图3)是关键所在。

    流道系统的布置形式分为平衡式和非平衡式两大类。平衡式是指从主流道上注料螺塞口到各个型肺的分流道、横浇道及型腔进料口的截面尺寸及长度均对应相等，这种设计可止接达到各个型腔均匀进料的目的。非平衡式是指从主流道卜注料螺塞口到各个型腔的分流道、横浇道及型腔进料门的截面尺寸及长度可能不是全部对应相等，为了达到各个型腔均衡进料同时充填的目的，就需要将型腔进料口设计成不同尺寸。流道系统一旦布置好．便需对主流道、分流道，横浇道从型腔进料门的截面尺十及长度等参数进行确定，一般情况下设计时，根据型肺外形尺十及经验，可以确定丰流道、分流道、横浇道参数。

    根据经验，主流道截面直径取∮20mm，分流道截面直径取∮12mm，横浇道截面直径取∮6mm，其它L1，L2、L3型腔外形确定。图3流道系统布置采用非平衡式布置，需对型腔进料口的截面尺寸加以训整，以达到流道系统的平衡：流道系统的平衡通过型腔进料口BGV值(DalancedGate Value)来设计确定相应型腔进料口截面尺寸，流道系统严衡时，BGV值应符合下述要求：同规格产品多型腔时，各型腔进料口计算的BVG疽必须相等。

　　同规格多型腔成型的BCV值可用下式表示：

    式中A——型腔注料口截面积，mm²
    L——从主流道上注料螺塞口到型腔进料口流动通道总长度，mm
    ——型腔进料口长度，mm
    图3中即为相应型腔进料口截面。
    图3中截面所对应的流道通道总长度，其它类推。
    图2中所标识尺寸LG即为该流道系统型腔进料口K度LG，由模具型腔高度尺寸决定。

    因该流道系统呈对称布置．可只确定截而尺小即可。设计时，为便于加工，截面形状一般为圆形，确定截面尺寸即确定截面直径尺寸。一股情况，先假定型腔进料口截面A1，直径大小已知，参考数值∮10mm，通过先前已确定的流道系统参数及BCV必须相等就不难得出相应的截面直径大小，至此，整个流道系统的设计便结束了。

    3.3 流道系统的修正

    流道板式自动注料模具虽对流道系统的参数进行了严格的设计计算，但由于加工等原因并不一定能达到理想的效果。因此模具投入使用后应跟踪模具各个型腔成型毛坯的实际重量确定是否对型腔进料门截面直径尺寸进行修正，以实现流道系统均衡进料。

    以我厂设计使用的1模6腔流道板式自动注料模具成型毛坯重量情况为例，成型毛坯重量统计分析见表1。由表1可得：在压机及注料系统稳定情况下，同一模成型毛坏重量用大偏差值为2％，同一型腔成型毛坯重量最大偏差值为1.5%，即使是不同模次不同型腔，成型毛坯重量最大偏差值为5.4％，根据经验，该流道系统中型腔进料口截面直径尺寸可不修改。

    4 模具特点及使用效果

    通过产品CW274×646×320设计的料腔式自动注料模具与流道板式自动注料模具的使用，我们发现流道板式自动注料模具有如下特点：

    (1)结构紧凑，使用方便。流道板式自动注料模具结构简单紧凑，压制过程中，不会喷料或吸料现象，使用方便。

    (2)流程短，易于成型。流遭板式自动注料模具流程短，仅为料腔式自动注料模具的1/3，易于成型，尤其对于一模多腔，意义重大。

    (3)密封效果好，有利于成型效率及合格率的提高。每台8h产量山料腔式自动注料模具的1260片提高至流道板式模具的1630片，效率提高将近30％，合格率基本持平。