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一種稀土永磁材料生產設備.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510363173.4

申請日:

2015.06.28

公開號:

CN104889406A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權人的姓名或者名稱、地址的變更IPC(主分類):B22F 3/16變更事項:專利權人變更前:浙江康盈磁業有限公司變更后:浙江三環康盈磁業有限公司變更事項:地址變更前:324200 浙江省衢州市常山縣金川街道龍翔路2號變更后:324200 浙江省衢州市常山縣金川街道龍翔路2號|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 3/16申請日:20150628|||公開
IPC分類號: B22F3/16; H01F1/057 主分類號: B22F3/16
申請人: 浙江康盈磁業有限公司
發明人: 汪康道
地址: 324200浙江省衢州市常山縣金川街道龍翔路2號
優先權:
專利代理機構: 北京煦潤律師事務所11522 代理人: 梁永芳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510363173.4

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.12.25|||2017.03.15|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

專利權人的姓名或者名稱、地址的變更|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種稀土永磁材料生產設備,所述生產設備依次包括制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置,排線加工裝置對壓制成型的坯體進行加工得到料塊;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置均置于一個整體密閉系統內;優選地,還包括余料回收裝置,余料回收裝置收集落料、邊角余料、粉末、碎屑;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置、余料回收裝置均置于一個整體密閉系統內;更優選地,還包括清粉裝置,對排線加工后的料塊進行清粉,清出的粉末進入余料回收裝置;清粉裝置也置于該整體密閉系統內。本發明的生產設備材料損耗低、生產效率高且能耗低。

權利要求書

權利要求書
1.  一種稀土永磁材料生產設備,其特征在于:所述生產設備依次包括制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置,排線加工裝置對壓制成型的坯體進行加工得到料塊;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置均置于一個整體密閉系統內;優選地,還包括余料回收裝置,余料回收裝置收集落料、邊角余料、粉末、碎屑;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置、余料回收裝置均置于一個整體密閉系統內;更優選地,還包括清粉裝置,對排線加工后的料塊進行清粉,清出的粉末進入余料回收裝置;清粉裝置也置于該整體密閉系統內。

2.  根據權利要求1所述的生產設備,其特征在于:所述制粉裝置包括粗磨機、氫脆爐、氣流磨、以及密閉的第一輸送機構,所述第一輸送機構將磁性合金送入制粉裝置,并密閉連接粗磨機、氫脆爐、氣流磨;優選地,所述壓制成型裝置包括密閉的稱料箱、一次成型壓機、二次成型壓機、以及密閉的第二輸送機構,優選地,所述一次成型壓機為定向磁場成型,所述二次成型壓機為等靜壓機,壓制成型后獲得母坯;優選地,所述第二輸送機構向稱料箱輸送磁性合金粉末,并密閉連接稱料箱、一次成型壓機和二次成型壓機;優選地,所述排線加工裝置包括排線、線張力及線間距調整機構、旋轉定位夾具、驅動機構;優選地,所述排線設置為多條,線之間以預定的間距設置,所述線并排設置在上、下端卡架上;優選地,線張力及線間距調整機構設置于卡架上;優選地,所述燒結裝置包括一個或多個燒結爐,所述燒結爐通過所述第四輸送機構密閉連接所述排線加工裝置;優選地,所述燒結爐內設置料架和升降機構,所述升降機構接受來自第四傳送機構的料盤中放置的已加工成型的料塊,并將燒結后的料塊從燒結爐內移出,然后通過第五輸送機構送入下一裝置。

3.  根據權利要求2所述的生產設備,其特征在于:所述驅動機構帶動所述排線沿著某一預定方向作往復運動;所述排線采用變化的往復運動速度即線進給速度;優選地,在排線的一個往復運動行程中,前進行程中,速度由0升高至最大值、再由最大值降至O;返回行程中,速度由0升高至最大值、再由最大值降至O;優選地,速度升降變化的方式可以是線性的,也可以是曲線變化如正弦波形式變化的;優選 地,最大線進給速度Vmax與壓制坯體厚度D滿足以下關系式:
Vmax≤K1×D+K2
其中:V單位為mm/min;
D單位為mm;
K1為一修正系數,取值為0.1-1;
K2為一常數,取值為0-15。

4.  根據權利要求3所述的生產設備,其特征在于:所述驅動機構帶動輸出軸同步驅動兩個轉盤旋轉,再經兩個轉盤分別帶動兩排相對設置的排線進行上下往復運動;優選地,兩排排線的運動方向相反。

5.  根據權利要求1-4任一所述的生產設備,其特征在于:所述排線加工裝置還包括密閉的第三輸送機構以及第一余料回收裝置,所述第三輸送機構將壓制好的母坯送入排線加工裝置中,所述第一余料回收裝置回收并收集排線加工過程中的落料、邊角余料,回收后可再利用;優選地,所述第一余料收集裝置包括導料斜面和收集臺車,或者第一余料收集裝置包括帶插板閥的錐形料斗集粉裝置;優選地,所述余料回收裝置包括所述第一余料收集裝置、所述第二余料收集裝置、和第六運輸機構;優選地,所述余料回收裝置還包括退磁裝置和二次制粉裝置。

6.  根據權利要求5所述的生產設備,其特征在于:所述旋轉定位夾具夾持并定位待加工母坯,包括旋轉夾持臺以及X、Y夾持方向調節機構、以及驅動電機。

7.  根據上述任一權利要求所述的生產設備,其特征在于:所述微氧含量監測裝置實時監測所述排線加工裝置所在密閉系統內的氧濃度。

8.  根據上述任一權利要求所述的生產設備,其特征在于:所述清粉裝置包括相向旋轉的滾筒,滾筒上設置毛刷;優選地,所述滾筒設置為多組;優選地,所述清粉裝置還包括第二余料收集裝置以及密閉的第五輸送機構,所述第二余料收集所述毛刷清理下來的碎屑、粉末。

9.  根據上述任一權利要求所述的生產設備,其特征在于:所述運輸裝置包括第一輸送機構、第二輸送機構、第三輸送機構、第四輸送機構、第五輸送機構、第六輸送機 構,所述運輸裝置設置在所述整體密閉系統內;優選地,各輸送機構采用輸送帶、輸送鏈、或臺車中任一或組合。

10.  根據上述任一權利要求所述的生產設備,其特征在于:控制裝置控制該密閉系統的各部分裝置的運行、密閉系統的氧濃度和氮氣壓力;優選地,所述控制裝置包括各裝置控制器、交互通訊裝置、以及總控制機,各裝置的控制器通過交互通訊裝置與總控制機進行通訊、控制、反饋,并控制該密閉系統的各裝置的運行、以及密閉系統的氧濃度和氮氣壓力。

說明書

說明書一種稀土永磁材料生產設備
技術領域
本發明涉及稀土永磁材料生產設備領域,具體涉及燒結釹鐵硼材料生產設備。
背景技術
燒結釹鐵硼是用粉末冶金工藝原理制造的一種稀土永磁材料,因其高剩磁、高矯頑力、高磁能積、體積小、重量輕等特點,產品除了應用于電聲元件、醫療設備、傳感器、磁選、磁吸等領域外,更是廣泛應用于包括汽車、電腦硬盤、風力發電、電動工具、電動自行車、空調壓縮機、電梯、航空航天等領域在內的各類工業電機中。
高性能釹鐵硼材料對生產設備及生產工藝要求很高,尤其對于燒結工藝制備的釹鐵硼材料,磁粉粒度更細,材料更易氧化,導致磁性能劣化甚至報廢,現有技術中,通常對制粉及壓坯包裝封閉后轉移或運送,以避免釹鐵硼材料在成型前和成型后接觸到外界空氣產生氧化問題,但這種包裝封閉方式通常需人工操作,且氣密性難以保證,無法適應大規模自動化生產,且以這種方式生產高牌號磁材非常困難。
目前,有少量廠家試采用無氧成型燒結裝置,例如CN202336578U,其將稱料箱、通道、全封閉壓機、燒結均進行密封連接,用氮氣保護,但該裝置未涉及加工步驟,更沒有涉及燒結前加工裝置。
另外,日本一些廠家及研發機構,試采用將壓制坯體浸漬于合成油中用轉動葉片進行切割,但合成油需燒結前預熱去除,如去除不完全,將使得磁性能嚴重劣化,使得磁性材料燒結時間長、能耗高,且不適用于高牌號釹鐵硼磁體生產。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種占地面積小、自動化程度高、材料損耗低、生產效率高且能耗低、適應規模化生產高牌號釹鐵硼稀土燒結永磁材料的生產設備。
本發明所提供稀土燒結永磁材料生產設備,所述生產設備依次包括制粉裝置、壓制成 型裝置、排線加工裝置、燒結裝置,排線加工裝置對壓制成型的坯體進行加工得到料塊;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置均置于一個整體密閉系統內。
優選地,還包括余料回收裝置,余料回收裝置收集落料、邊角余料、粉末、碎屑;所述制粉裝置、壓制成型裝置、排線加工裝置、燒結裝置、余料回收裝置均置于一個整體密閉系統內。
更優選地,還包括清粉裝置,對排線加工后的料塊進行清粉,清出的粉末進入余料回收裝置;清粉裝置也置于該整體密閉系統內。
優選地,還設置有控制裝置,所述控制裝置控制該密閉系統內各裝置的運行、氧濃度和氮氣壓力。
所述制粉裝置將稀土磁性合金粉碎成所需粒徑的合金粉末,優選地,包括粗磨機、氫脆爐、氣流磨、以及密閉的第一輸送機構,所述第一輸送機構將磁性合金送入制粉裝置,并密閉連接粗磨機、氫脆爐、氣流磨。
所述壓制成型裝置包括密閉的稱料箱、一次成型壓機、二次成型壓機、以及密閉的第二輸送機構,優選地,所述一次成型壓機為定向磁場成型,所述二次成型壓機為等靜壓機,壓制成型后獲得母坯,所述第二輸送機構向稱料箱輸送磁性合金粉末,并密閉連接稱料箱、一次成型壓機和二次成型壓機。
優選地,所述排線加工裝置包括排線、線張力及線間距調整機構、旋轉定位夾具、驅動機構、微氧含量監測機構;優選地,還包括密閉的第三輸送機構以及第一余料回收裝置,所述第三輸送機構將壓制好的母坯送入排線加工裝置中,所述第一余料回收裝置回收并收集排線加工過程中的落料、邊角余料,回收后可再利用;優選的實施方式,所述第一余料收集裝置包括導料斜面和收集臺車,導料斜面將排線加工過程中的落料、邊角余料引導到、或通過震動引導到收集臺車中;或者,第一余料收集裝置包括帶插板閥的錐形料斗集粉裝置。
所述排線設置多條,各條線之間以預定的間距設置,該間距取決于加工后的塊體或片體的尺寸,各條線并排設置在上、下端卡架上,卡架上還具有線張力及線間距調整機構,可對排線的線張力和線間距進行調整,適應母坯不同密度、不同尺寸的加工需要。
所述驅動機構帶動所述排線沿著某一預定方向作往復運動,例如Z軸方向作往復運動,優選采用氣缸、電機、或曲柄機構驅動。
優選的具體實施方式中,由電機帶動輸出軸同步驅動兩個轉盤旋轉,再經兩個轉盤分別帶動兩排相對設置的排線進行上下往復運動,其中兩排排線運動方向相反,從而構成兩條加工線,這兩條加工線共用一臺電機驅動,且共用第三輸送機構和第一余料收集裝置,根據產能需要,可選擇一條或兩條加工線加工,或者選擇任一條加工線的某組排線加工,可根據產能需要對加工能力進行調整,實現柔性生產。
所述旋轉定位夾具用于夾持定位待加工母坯,優選的具體實施方式中,包括旋轉夾持臺以及X、Y夾持方向調節機構、以及驅動電機,所述驅動電機驅動所述旋轉夾持臺進行X、Y軸方向的運動,進而實現加工過程中帶動母坯進行旋轉運動;所述X、Y夾持方向調節機構可調節所述旋轉夾持臺的夾持座在X、Y方向的位移,由此適應不同尺寸母坯的夾持定位。優選地,夾持臺為360°旋轉夾持臺。
所述微氧含量監測裝置實時監測所述排線加工裝置所在密閉系統內的氧濃度,確保氧濃度在所設定的范圍內。
所述控制器控制所述排線的行程、往復頻率、加工路徑以及加工參數、所述旋轉定位夾具的動作、以及微氧含量等。
加工時,首先將母坯定位于所述旋轉定位夾具,電機驅動排線沿著某一預定方向作往復運動進行往復直線運動,隨著所述定位夾具的旋轉,按照預先設定的路徑對母坯進行加工,從而成型為預定形狀及尺寸的塊體、片體、弓形或其它異形,該加工過程中不需添加任何冷卻劑、切割液、潤滑劑、或抗熔合粉末,加工過程中不會出現粉末氧化及燃燒,加工塊體間也不會出現熔合。優選地,定位夾具為360°旋轉定位夾具。
優選地,所述排線采用復合線,其芯為鋼絲或鋼纖維、硬質合金絲或硬質合金纖維、或尼龍纖維,優選采用不銹鋼絲,研磨顆粒固定在芯上,優選采用電鍍或電沉積將研磨顆粒涂覆在芯線上,可保證加工過程中良好的排屑性,研磨顆粒優選高硬度材料制成,優選金剛石、碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁等。
優選地,所述清粉裝置包括相向旋轉的滾筒,滾筒上設置毛刷,由毛刷清理排線加工 后料塊上、下表面的毛刺、碎屑等,根據產能需要,可設置多組相對旋轉的滾筒;所述清粉裝置還包括第二余料收集裝置以及密閉的第四輸送機構,所述第二余料收集裝置對毛刷清理下來的碎屑、粉末進行收集、回收;所述第四輸送機構將排線加工后的料塊送入清粉裝置中;可選擇的,所述清粉裝置設置在所述排線加工裝置后,所述燒結裝置前。
所述燒結裝置包括一個或多個燒結爐,所述燒結爐通過所述第五輸送機構密閉連接所述排線加工裝置或清粉裝置,燒結爐內設置料架和升降機構,所述升降機構接受來自第四輸送機構的料盤中放置的已清粉的料塊,然后將料塊送入燒結爐內料架的料盤內,燒結爐關閉后按預定工藝進行燒結和熱處理,冷卻后打開爐門,升降機構將料塊從燒結爐內移出,獲得燒結磁體產品。
優選地,所述余料回收裝置包括所述第一余料收集裝置、所述第二余料收集裝置、第六運輸機構,優選地還包括退磁裝置和二次制粉裝置,所述第一余料收集裝置收集所述排線加工裝置內加工過程中的落料、邊角余料,所述第二余料收集所述清粉裝置內毛刷清理下來的碎屑、粉末,兩個余料回收裝置的粉末匯集后,經第六輸送機構送入所述退磁裝置進行退磁,再進行粉碎,然后送入所述壓制成型裝置。
優選地,第一余料收集裝置和第二余料收集裝置可以采用相同的結構,也可以采用不同的結構,只要能收集余料即可。
優選地,所述運輸裝置包括所述第一輸送機構、所述第二輸送機構、所述第三輸送機構、所述第四輸送機構、所述第五輸送機構、以及第六輸送機構,整體構成生產設備的物流通道,所述運輸裝置也設置在所述整體密閉系統內,各輸送機構優選為輸送帶、輸送鏈、臺車中的任一或組合。
所述控制裝置包括各裝置控制機構、交互通訊裝置、以及總控制機,所述各裝置控制機構通過交互通訊裝置與總控制機進行通訊、控制、反饋,并控制該密閉系統的各部分裝置的運行、以及密閉系統的氧濃度和氮氣壓力。
所述排線加工是對壓制成型的母坯進行排線加工,將母坯夾持并定位,由驅動裝置驅動排線進行往復直線運動,隨著定位夾具的旋轉,按照預先設定的路徑對母坯進行加工,該加工是以敲擊或擊落的方式使磁性顆粒從母坯上分離或剝離,最終成型為預定形狀和尺 寸的塊體、片體、弓形或其它異形,該最終成型尺寸預留有燒結收縮余量;優選地,所述加工由CAD/CAM軟件輔助設計,并通過優化燒結排樣布局,計算得出所需的燒結收縮余量。
進一步地,排線的往復運動速度為線進給速度,如排線沿著Z軸方向作往復運動的速度就是線進給速度;排線的往復運動頻率為50-100次/min,優選60-80次/min。排線相對于壓制坯體的移動速度為加工速度,優選加工速度小于30mm/min,優選不超過20mm/min;更優選不超過15mm/min、或者不超過10mm/min。根據加工成型的形狀及尺寸需要,并綜合考慮加工效率,所述排線的加工速度可采用定速加工或變速加工,其中采用定速加工時,所述排線的加工速度小于30mm/min,最大線進給速度與加工速度相當,例如相等;加工時,所述排線被施加一定張力,該張力受到進給速度和加工速度的影響;其中,采用變速加工時,可在預先設定路徑的弧形或曲線部分或拐角部分用相對較慢的速度加工,例如小于25mm/min,平直部分用相對較快的速度加工,例如小于30mm/min。
本發明的發明點之一在于,采用變化的線進給速度。優選地,在排線的一個往復運動行程中,前進行程中,速度由0升高至最大值、再由最大值降至O;返回行程中,速度由0升高至最大值、再由最大值降至O。優選地,速度升降的方式可以是線性的,也可以是曲線變化如正弦波形式變化的。研究表明,優選地,最大線進給速度Vmax與壓制坯體厚度D滿足以下關系式:
Vmax≤K1×D+K2;
其中:Vmax為排線的最大線進給速度,單位為mm/min;
D為壓制坯體厚度,單位為mm;
K1為一修正系數,取值為0.1-1;
K2為一常數,取值為0-15。
所述線對母坯進行加工時,由于該線的進給速度非常慢,且該線被施加一定張力(即加工載荷),加工過程中產生的熱量很小,磁性粉末不會產生燃燒、氧化、粉末粘結及熔合問題,加工過程中不需添加任何冷卻劑、切割液、潤滑劑、和/或抗熔合粉末,加工過程中不會出現粉末氧化及燃燒,壓坯片體間也不會出現熔合,同時由于燒結前母坯密度較低、 材質軟,盡管上述加工速度非常慢,但加工時間非常短,加工效率非常高;相較于傳統技術對燒結后磁體進行線切割加工,盡管切割速度比較快,100-5000mm/min,但由于燒結后磁體密度較大,接近7.5g/cm3,且材質硬,所述線是以擠壓的方式分割被加工磁體,且線被施加的加工載荷較大、切割時間長、加工效率低,而目前個別廠家用線加工燒結前母坯時,無法解決磁性粉末氧化、燃燒、加工碎屑粘連甚至熔合的問題,通常加工過程中需施加冷卻劑、切割液、潤滑劑、或抗熔合粉末。
加工時,排線按預定間距排列,且線被施加一預定張力,然后將母坯定位于所述旋轉定位夾具的定位臺上,電機驅動所述排線沿著某一預定方向作往復直線運動,隨著所述定位夾具的旋轉,所述線按照預先設定的路徑對母坯進行加工,該加工不同于傳統的線切割,其是緩慢的加工速度將母坯近凈成型加工,進而完成按預定路徑的成型加工,該加工過程中不需添加任何冷卻劑、切割液、潤滑劑、或抗熔合粉末,加工過程中不會出現粉末氧化及燃燒,加工塊體間也不會出現熔合;加工完成后,在密閉系統內清理并收集加工過程中的碎屑、落料、余粉等,可進行回收利用。
優選地,還可對加工成型的塊體進行表面清理步驟,為適應工業自動化、大規模生產,優選的具體實施方式中,采用本發明所述的清粉裝置,其可同時對多個料塊的上、下表面進行清理,清理下來的碎屑、粉末,與排線加工中回收的落料、邊角余料匯集后,進行退磁后送入制粉裝置。
最后,將加工成型的料塊或表面清粉的料塊送入燒結爐進行燒結,燒結后即獲得接近最終形狀和尺寸的燒結磁體,無需后續的精加工步驟。
本發明具有以下有益效果:
1.本發明是在燒結前對壓制母坯進行加工,由于母坯密度低、材質軟,盡管本發明加工速度緩慢,但加工時間仍然較短,加工效率高,磁粉損耗低、利用率高,且該加工屬近凈加工,無需后續精加工;此外,由于該加工可精密成型預定形狀及尺寸的塊體、片體、弓形或其它異形,適應目前小型化、復雜化、精密化生產磁鐵的需要,且壓型時采用通用模具即可,無需使用專用模具,節省了模具設計成本。
2.本發明的排線加工裝置的排線對母坯的加工是以敲擊或擊落或剝離的方式使構成母 坯的磁性顆粒與母坯分離,其產生的熱量很小,磁性粉末不會產生燃燒及氧化,也不會出現粉末熔合問題。
3.優選地,本發明的生產設備實現所有工序的余料、邊角料的循環再利用,提高了材料利用率,降低了材料損耗、節約了生產成本。
4.本發明的生產設備整體采用密閉系統,將磁性材料在生產過程中可能的吸氧降低到最大限度,極大降低了最終磁體產品的氧含量,提高了磁體的磁能積,適應批量化、高牌號磁體的生產需要。
附圖說明
圖1為本發明優選實施方式的稀土燒結永磁材料生產設備示意圖。
圖2為本發明優選實施方式的排線加工裝置示意圖。
圖3為本發明優選實施方式的清粉裝置示意圖。
圖4是本發明優選實施方式的余料回收裝置示意圖。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明,應當理解,此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明,并不用于限定本發明。
優選地,如圖1所示,本發明的稀土燒結永磁材料生產設備具體工作過程如下:
由密閉的第一輸送機構將磁性合金送入制粉裝置內,經過密閉連接的粗磨機、氫脆爐、氣流磨,獲得所需粒徑的磁性粉末。
由密閉的第二輸送機構向稱料箱輸送磁性粉末,稱料后在定向磁場機成型,再等靜壓機壓制成型,獲得母坯,所述稱料箱、一次成型壓機和二次成型壓機密閉連接。
由密閉的第三輸送機構將壓制好的母坯送入排線加工裝置內,所述排線加工裝置包括排線、線張力及線間距調整機構、旋轉定位夾具、驅動機構、微氧含量監測機構、以及控制機構,還包括密閉的第三輸送機構以及第一余料回收裝置,所述第一余料回收裝置回收并收集排線加工過程中的落料、邊角余料,回收后可再利用;所述第一余料收集裝置包括導料斜面和收集臺車,或者第一余料收集裝置包括帶插板閥的錐形料斗集粉裝置。
所述排線設置為多條,各條線之間以預定的間距設置,該間距取決于加工后的塊體或 片體的尺寸,各條線并排設置在上、下端卡架上,卡架上還具有線張力及線間距調整機構,可對排線的線張力和線間距進行調整,適應母坯不同密度、不同尺寸的加工需要。
由驅動電機帶動排線沿著某一預定方向作往復運動,例如Z軸方向作往復運動,電機輸出軸同步驅動兩個轉盤旋轉,再經兩個轉盤分別帶動兩排相對設置的排線進行上下往復運動,其中兩排排線的加工速度相同,但方向相反,從而構成兩條加工線,這兩條加工線共用一臺電機驅動,且共用第三輸送機構和第一余料收集裝置,根據產能需要,可選擇一條或兩條加工線加工,或者選擇任一條加工線的某組排線加工,可根據產能需要對加工能力進行調整,實現柔性生產。
所述旋轉定位夾具用于夾持定位待加工母坯,優選的具體實施方式中,包括旋轉夾持臺以及X、Y夾持方向調節機構、以及驅動電機,所述驅動電機驅動所述旋轉夾持臺進行X、Y軸方向的運動,進而實現加工過程中帶動母坯進行旋轉運動;所述X、Y夾持方向調節機構可調節所述旋轉夾持臺的夾持座在X、Y方向的位移,由此適應不同尺寸母坯的夾持定位。
所述微氧含量監測裝置實時監測所述排線加工裝置所在密閉系統內的氧濃度,確保氧濃度在所設定的范圍內。
所述控制器控制所述排線的行程、往復頻率、加工路徑以及加工參數、所述旋轉定位夾具的動作、以及微氧含量等。
加工時,首先將母坯定位于所述旋轉定位夾具,電機驅動排線沿著某一預定方向作往復運動進行往復直線運動,隨著所述定位夾具的旋轉,按照預先設定的路徑對母坯進行加工,從而成型為預定形狀及尺寸的塊體、片體、弓形或其它異形,該加工過程中不需添加任何冷卻劑、切割液、潤滑劑、或抗熔合粉末,加工過程中不會出現粉末氧化及燃燒,加工塊體間也不會出現熔合。通過設置合適的參數,該排線加工不同于傳統的線切割,其是以剝離或剝落的方式使構成母坯的磁性顆粒與母坯分離。
優選地,所述排線采用復合線,其芯為不銹鋼絲,采用電鍍或電沉積將研磨顆粒固定在芯線上,可保證加工過程中良好的芯線強度和排屑性;研磨顆粒優選高硬度材料制成,優選金剛石、碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁等。
由密閉的第四輸送機構將排線加工后的料塊送入清粉裝置內,如圖3所示(圖中:401為料塊;402為毛刷滾筒;403為運輸帶),所述清粉裝置包括相向旋轉的滾筒,滾筒上設置毛刷,由毛刷清理排線加工后料塊上、下表面的毛刺、碎屑等,根據產能需要,可設置多組相對旋轉的滾筒;所述清粉裝置還包括第二余料收集裝置以及密閉的第四輸送機構,所述第二余料收集裝置對毛刷清理下來的碎屑、粉末進行收集、回收。
由密閉的第五輸送機構將清粉后的料塊密閉送入燒結裝置內,所述燒結裝置包括一個或多個燒結爐,所述燒結爐通過所述密閉連接所述排線加工裝置或清粉裝置,燒結爐內設置料架和升降機構,所述升降機構接受來自第四輸送機構的料盤中放置的已清粉的料塊,然后將料塊送入燒結爐內料架的料盤內,燒結爐關閉后按預定工藝進行燒結和熱處理,冷卻后打開爐門,升降機構將料塊從燒結爐內移出,獲得燒結磁體產品。
余料回收裝置也設置在密閉系統內,包括所述第一余料收集裝置、所述第二余料收集裝置、第六運輸機構,還包括退磁裝置和二次制粉裝置,所述第一余料收集裝置所述排線加工裝置內加工過程中的落料、邊角余料,所述第二余料收集所述清粉裝置內毛刷清理下來的碎屑、粉末,兩個余料回收裝置的粉末匯集后,經第六輸送機構送入所述退磁裝置進行退磁,再送入制粉裝置。
上述各裝置的開啟、運行均在所述控制裝置控制下進行,具體地,控制裝置包括各裝置控制器、交互通訊裝置、以及總控制機,所述各裝置控制器通過交互通訊裝置與總控制機進行通訊、控制、反饋,并控制該密閉系統的各部分裝置的運行、以及密閉系統的氧濃度和氮氣壓力。
圖2給出本發明一種優選實施方式的排線加工裝置示意圖。排線被張緊布置于線架100上,直線運動驅動機構帶動線架上下往復運動。具體地,由驅動軸150帶動驅動輪151旋轉,柔性鏈部件152的一端鉸接連接于所述驅動輪151上,所述柔性鏈部件152通過導向部件153導向后與直線往復運動部件即線架100懸垂連接。工作時,驅動輪旋轉帶動柔性鏈部件圓周擺動,經過導向部件的導向作用后實現被驅動部件的直線運動。在所述被驅動部件處于上升周期時,由所述驅動輪通過柔性鏈施加提升力,當所述被驅動部件處于下降周期時,所述被驅動部件在驅動軸的制動力和自身的重力作用下平滑下行。
進一步的,為被驅動部件的平滑運動,所述線架100滑動安裝在導柱102上;所述導柱102優選為豎直方向安裝;并且進一步優選的,所述柔性鏈部件152在所述導向部件153與所述被驅動部件之間的行程與所述導柱102平行,使所述導向部件153下部的所述柔性鏈部件152的行程方向與所述線架100的行程方向相同,使所述被驅動部件在行程過程中不承受剪力作用。優選的,導柱可以根據被驅動部件的尺寸設置至少一個,根據平穩導向的需要設置一個或多個。
優選的,為線架100的直線運動沒有偏差更為精確,導柱與框架可以采用多種配合方式,如滑動配合、內置滾珠滾動配合,其中所述滑動配合可采用凸起面與凹槽面的配合,如導軌與凹槽配合;配合面可采用多種形式,如圓柱面配合、矩形槽配合或燕尾槽形配合等。
所述懸垂連接是指,所述柔性鏈部件承受所述被驅動部件的部分或全部重力,這樣就使所述被驅動部件在下落的過程中由制動力和重力作用共同實現,實現平滑過渡。
進一步的,所述導向部件導引所述柔性鏈部件的圓周擺動輸出成為直線往復運動,所述導向部件優選為導向輪,所述導向輪設為兩個,并且對向安裝,當所述柔性鏈部件從所述導向輪間通過時,兩側的導向輪對所述柔性鏈部件進行限位,保證所述柔性鏈部件沿著單一的方向直線輸出,而不會產生偏轉。
本領域技術人員知道,導向部件不局限于兩個對向設置的導向輪,可以為起導向作用的多種結構。比如,可以為開有豎直導向槽的固定導向塊,優選導向槽上部根據柔性鏈部件的運動方向進行圓弧處理,避免對柔性鏈部件導向時引起沖擊;再比如,導向部件也可為具有中空通道的固定導向塊,柔性鏈部件穿過中空通道、其另一端與被驅動部件懸垂連接,優選中空通道上部根據柔性鏈部件的運動方向進行平滑處理,如處理為平滑的向上向外擴張的倒角,以避免對柔性鏈部件導向時引起沖擊。
優選的,所述柔性鏈部件的部分或全部為柔性結構。所述柔性鏈部件通過所述導向部件的部分為柔性結構,其他部分的柔性鏈部件可以為柔性結構,也可以為剛性結構。
所述柔性結構為繩索;進一步優選的,所述繩索為鋼絲繩、尼龍繩或其他纖維繩;進一步優選的,所述繩索可為復合結構,即采用多種材料混捻(例如采用鋼絲、尼龍和聚酯 纖維進行混捻)或采用層狀結構,采用層狀結構是指包括芯層和表層,芯層采用抗拉伸材料,表層采用耐磨材料。
進一步優選的,在同一驅動軸上可設置多個驅動輪。這樣,驅動軸轉動時,多個驅動輪分別帶動各自的柔性鏈部件進行直線驅動運動。多個驅動輪上的柔性鏈部件的工作初始相位可以相同,這樣可以有多個被驅動部件被驅動同時上下運動;多個驅動輪上的柔性鏈部件的工作初始相位可以不同,工作時多個被驅動部件被驅動但上下運動不一致;優選的,多個驅動輪上的柔性鏈部件的工作初始相位不同且相位差相等。
本發明優選實施例如圖2,所述驅動輪設為兩個,兩個驅動輪上的柔性鏈部件的初始工作相位相差180度。
本領域技術人員在實施的過程中,也可將所述驅動輪設為三個或者四個,當所述驅動輪設為三個時,三個驅動輪上的柔性鏈部件的工作相位相差120度;當所述驅動輪設為四個時,四個驅動輪上的柔性鏈部件的工作相位相差90度。
優選的,所述驅動軸由電機通過減速器進行驅動。
優選的,線鋸排架100包括上橫梁、下橫梁,其中所述上橫梁和下橫梁相互平行,并且上橫梁和下橫梁相互固定連接,在所述線鋸排架100上安裝切割裝置。
進一步的,所述切割裝置為線狀鋸,所述線狀鋸101與所述線鋸排架100的往復運動方向平行。
本優選例中,所述線狀鋸101優選采用金剛石線或者復合線,所述復合線的線芯為鋼絲纖維、硬質合金絲、硬質合金纖維或尼龍纖維;優選的,線芯的直徑為0.1mm-2mm。
優選的,在線芯上粘接研磨顆粒;優選的,所述研磨顆粒采用金剛石、碳化硅、氮化硅、氮化鋁或氧化鋁;優選的,研磨顆粒粒度為10-500μm。
進一步的,在所述上橫梁和下橫梁上對應設置有定位槽,用以對所述線狀鋸定位;或者,在上橫梁和下橫梁上通過凹凸配合方式滑動安裝定位部件121,滑動到位后固定于線鋸排架上;所述定位部件121上設有定位槽122用以對所述線狀鋸定位;定位部件也可一體成形于線鋸排架上。
進一步的,定位槽122之間的間距相等。
可替換的,定位槽122可設置為多組,不同組之間定位槽間距相等或不等。所述定位槽122的寬度與所述線狀鋸101的外徑相等,使所述線狀鋸101置于所述定位槽122中之后不會產生橫向位移。
進一步的,在上橫梁和/或下橫梁上安裝張緊部件123,所述張緊部件123用以對線狀鋸101進行張緊;優選的,張緊部件123可與線鋸排架橫梁采用凹凸配合方式滑動配合,滑動到位后固定于線鋸排架上;優選的,張緊部件123也可一體成形于線鋸排架上。優選的,在上橫梁和下橫梁上凹凸配合滑動安裝有夾持部件125,所述夾持部件125用以將線狀鋸101夾持固定。優選的,所述張緊部件123上安裝有穿過所述張緊部件的螺柱124,所述螺柱124的端部凸出于所述張緊部件123,并且所述螺柱124相對于所述張緊部件的位置可調,所述螺柱124具有中心孔以允許所述線狀鋸101穿過,并且穿過所述螺柱124后所述線狀鋸101的走向改變,之后線狀鋸101被固定。
優選的,所述螺柱124的中心孔與所述螺柱同軸,并且在中心孔的邊緣加工有圓倒角,使所述線狀鋸101穿過所述中心孔并且走向改變時,不會被中心孔損壞。
優選的,在所述螺柱124的端部設有調節裝置,用以旋轉螺柱,進而調節螺柱在所述張緊部件上的位置。
優選的,所述線鋸排架上設有供張緊部件滑動的滑軌,所述滑軌沿線鋸排架的橫梁設置,滑軌上、下兩個表面作為滑動定位表面,所述張緊部件與所述滑軌的上下兩個表面進行滑動配合,并且在張緊部件上開設螺孔,螺孔的位置可根據需要開設,如可使得螺釘穿過滑軌進行固定,或者螺釘穿過張緊部件后頂在滑軌的上表面或下表面上。
優選地,定位部件、夾持部件均可采用上述方式滑動、固定。
可選擇的,在所述線鋸排架上附加滑動部件,該滑動部件與線鋸排架凹凸配合、滑動到合適的位置后進行固定。所述定位部件、所述夾持部件、所述張緊部件安裝在滑動部件上。
優選地,所述滑軌為凸出于所述線鋸排架表面的多條平行軌道,所述張緊部件、所述夾持部件或所述定位部件分別與所述滑軌配合,通過螺釘固定。
優選的,圖4給出余料回收裝置的一個優選實施例的示意圖。余料回收輸送裝置包括 輸送裝置和翻斗小車。輸送裝置包括驅動鏈輪185,在驅動鏈輪185上驅動鏈186運轉;驅動鏈186上安裝有翻斗小車187,并且在驅動鏈輪185端下部設有余料收集料斗189,所述翻斗小車187在行進到驅動鏈輪的端部時自動將翻斗小車內部收集的余料傾倒入余料收集料斗189中。
加工工作進行時,翻斗小車承接線狀鋸鋸切坯料產生的余料、碎屑。加工工作結束后,翻斗小車在傳動鏈上隨著傳動鏈前進,當翻斗小車在前進至靠近輸送裝置處的鏈輪位置時,自動翻倒以將翻斗小車內部的余料傾瀉至翻斗小車中,以便于收集和傳送。
優選的,所述翻斗小車的前面板上設有第一彈性緩沖裝置182,所述第一彈性緩沖裝置181為膠墊或彈簧結構;所述第一彈性緩沖裝置用以防止所述翻斗小車在下落的過程中與驅動鏈輪、驅動鏈直接碰撞。
優選的,所述翻斗小車的底部面板上設有第二彈性緩沖裝置181,所述第二彈性緩沖裝置182為膠墊或彈簧結構;所述第二彈性緩沖裝置182可以使所述翻斗小車在所述驅動鏈186上部傳動時,起到緩沖的作用。
更進一步的,每個所述翻斗小車187的底部前端通過鉸軸鉸接在驅動鏈上,更進一步優選的,翻斗小車8呈底部封閉且自底部兩側向上向外傾斜延伸的上大下小形狀;更進一步優選的,每個所述翻斗小車8的頂部邊緣設為傾斜,調整相鄰兩個翻斗小車8的距離,使靠后位置的翻斗小車的前端頂部可以置于位置靠前的翻斗小車的后端頂部的下部,以很好地接收余料。
本領域技術人員容易理解的是,在不沖突的前提下,上述各優選方案可以自由地組合、疊加。
本發明的技術內容及技術特征已揭示如上,然而熟悉本領域的技術人員仍可能基于本發明的教示及揭示而作種種不背離本發明精神的替換及修飾,因此,本發明保護范圍應不限于實施例所揭示的內容,而應包括各種不背離本發明的替換及修飾,并為本發明權利要求所涵蓋。

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