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CN105810428A - 一种变速感应信号元器件及其加工工艺 - Google Patents

一种变速感应信号元器件及其加工工艺 Download PDF

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CN105810428A CN201610321303.2A CN201610321303A CN105810428A CN 105810428 A CN105810428 A CN 105810428A CN 201610321303 A CN201610321303 A CN 201610321303A CN 105810428 A CN105810428 A CN 105810428A
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Abstract

本发明公开了一种变速感应信号元器件及其加工工艺，该元器件包括塑胶基体和磁环，磁环的中心孔为上开口窄、下开口宽的锥形结构，磁环上端面上设置一圈间隔距离相等的防脱槽，在磁环的中心孔内设有塑胶基体，塑胶基体的内边缘上还设有一圈间隙调节用斜齿，斜齿的中心形成一个圆形的轴孔；该元器件经多次挤出、破碎以及磁环成型、退磁和充磁以及一体注塑成型等步骤加工而成，该种变速感应信号元器件与配合轴的配合紧密度、牢固度高，不易开裂，配合具有调节性、灵活性，而且生产的成本大大较低。

Description

一种变速感应信号元器件及其加工工艺
技术领域
本发明涉及适用于步进电动车或者电动汽车领域的一种变速感应信号元器件，尤其涉及一种变速感应信号元器件及其加工工艺。
背景技术
变速感应信号元器件通常使用在步进电动车或者电动汽车上来实现精确的变速功能，以代替传统的使用滑动电阻或者改变电流来实现变速的目的，经过长期的探索，目前使用较多的就是使用完全磁性材料生产的具有较强感应信号能力的变速感应信号元器件，但是该种完全磁性材料产生的高速旋转离心力加大，会导致磁环破裂，严重影响其使用寿命，并且完全的磁性导致生产的成本加大，而且现有的变速感应信号元器件由于其结构存在缺陷，因配合轴在运行过程中会存在热胀冷缩的现象，故其间隙会存在些许误差，而现有的结构导致其在于配合轴配合不牢或因过紧而开裂、脱落，不能灵活调整存在的上述间隙误差，这样的结构缺陷存在较严重的安全隐患。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种变速感应信号元器件及其加工工艺，该种变速感应信号元器件与配合轴的配合紧密度、牢固度高，不易开裂，配合具有调节性、灵活性，而且生产的成本大大较低。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种变速感应信号元器件，该元器件包括塑胶基体和磁环，所述磁环的中心孔为上开口窄、下开口宽的锥形结构，所述磁环上端面上设置一圈间隔距离相等的防脱槽，在所述磁环的中心孔内设有所述塑胶基体，所述塑胶基体的内边缘上还设有一圈间隙调节用斜齿，所述斜齿的中心形成一个圆形的轴孔。
优选的，所述磁环中心孔上开口的内径比下开口的内径小2-3mm。
优选的，在所述磁环下端面内侧向上设有一圈止转槽。
优选的，每个所述止转槽设置在两个所述防脱槽中间位置，且所述止转槽的高度较所述磁环高度低。
优选的，所述塑胶基体上端面一体加工有与所述防脱槽一一对应卡接的防脱销，所述防脱槽设有四个，并在所述塑胶基体的外侧面也一体加工有与所述止转槽一一对应的止转销。
优选的，所述塑胶基体采用ABS树脂材料制成。
一种变速感应信号元器件的加工工艺，包括以下步骤：
1)磁环原材料过筛：称取合格的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂并按照种类依次过80、100、120目网筛进行三级筛选；
2)称重：将过筛的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂按照比例88:9:1.2:1的比例称取，备用；
3)一次混合搅拌：经步骤(2)过筛的原料依次进入混料机进行混料，搅拌转速为100-150r/min；
4)烘干：混料进入烘干机进行烘干，烘干温度为100-120℃，烘干过程中的温度从0℃开始，以每分钟升高5℃的速度逐渐将温度升高至100-120℃，并且保温烘干1-1.5小时；
5)一次挤出：混料进入挤出机挤出成型，料至熔融状态下挤出，挤出温度250-270℃；
6)一次破碎：经挤出成型的粗品在破碎机中进行一次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行初次测试检验；
7)二次混合搅拌：经破碎的粗品颗粒进入混料机中进行二次混合搅拌，搅拌转速200-250r/min；
8)二次挤出：二次混料进入挤出机中进行二次挤出成型，挤出温度250-270℃；
9)二次破碎：经二次挤出成型的半成品经破碎机进行二次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行二次测试检验；
10)磁环注塑成型：经步骤(9)二次破碎的半成品颗粒经成型机的进料口依次进料，模具上放了单边为2-3mm的脱膜斜度，模具内还设置磁场取向，经过模具的磁场取向后注塑出一圈磁环；模具内带有烘干管道，对磁环及时进行烘干，并且在烘干管道内同时通风，及时带走水分，烘干温度为90-100℃，制成的磁环上端面设置一圈防脱槽，下端面内侧面向上设置一圈止转槽；
11)退磁及充磁：经磁场取向后的磁环先进行退磁处理，在经过定制的充磁夹头进行充磁，达到需要的磁极目的；
12)一体注塑成型：将步骤(10)磁环部分经过模具异方性取向注塑后，再作为嵌件进行二次注塑塑胶基体包紧部分，选用ABS树脂材料作为塑胶基体的材料，两者经过中间设计的防脱槽和止转槽的双向固定，两者牢牢的结合在一起，从而达到整体使用而不被破坏的效果。
优选的，所述步骤(5)“一次挤出”以及所述步骤(8)“二次挤出”中均在挤出机进料端设置预加热装置。
优选的，所述预加热装置设置在所述挤出机进料漏斗上方，通过内设的加热元件进行升温加热，并设置温度传感器控制加热温度，预加热装置与进料漏斗之间密封连接，并且在预加热装置内设小型搅拌器。
优选的，在所述步骤(12)“一体注塑成型”中，所述塑胶基体内侧边缘沿还一体注塑成型有一圈轴向的斜齿。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，
其一：本发明采用的是ABS树脂材料作为该变速感应信号元器件的塑胶基体，再与磁环结合，节省生产成本，物理性能好，稳定性好；
其二：本发明的两种材质结构：塑胶基体和磁环之间通过防脱槽以及磁环的锥形结构来实现，锥形结构的设置大大提高了两者结合的稳定性和牢固度；
其三，为了提高该变速感应信号元器件在使用过程中与配合轴之间能够较好的结合，并且能够更好的调节间隙，防止脱落现象的发生，故在塑胶基体的内侧沿轴向设置一圈斜齿，该斜齿是与塑胶基体一体成型的，故其具有较好的韧性，能够自动调节随着配合轴的热胀冷缩带来的塑胶基体内腔与配合轴之间存在的些许间隙，保证其在使用过程中不脱落，使用周期长。
附图说明
图1为本发明俯视示意图。
图2为本发明仰视示意图。
图3为本发明磁环的立体示意图。
其中：1-塑胶基体，2-磁环，3-防脱销，4-防脱槽，5-止转销，6-止转槽，7-斜齿。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例：参照附图1-3所示的一种变速感应信号元器件，该元器件包括塑胶基体1和磁环2，所述塑胶基体1采用ABS树脂材料制成，所述磁环2的中心孔为上开口窄、下开口宽的锥形结构，所述磁环2上端面上设置一圈间隔距离相等的防脱槽4，在所述磁环2的中心孔内设有所述塑胶基体1，所述塑胶基体1的内边缘上还设有一圈间隙调节用斜齿7，所述斜齿7的中心形成一个圆形的轴孔。
优选的，所述磁环2中心孔上开口的内径比下开口的内径小2-3mm，在所述磁环2下端面内侧向上设有一圈止转槽6；每个所述止转槽6设置在两个所述防脱槽4中间位置，且所述止转槽6的高度较所述磁环2高度低。
优选的，所述塑胶基体1上端面一体加工有与所述防脱槽4一一对应卡接的防脱销3，所述防脱槽4设有四个，并在所述塑胶基体1的外侧面也一体加工有与所述止转槽6一一对应的止转销5。
本发明设计锥形的磁环2内腔结构，这样磁环2与塑胶基体1配合卡紧注塑后牢固度更高，紧密度更高，不易开裂，而且一般的物体具有6个自由度，分别为上、下、左、右、前、后面，本发明的防脱槽4设置4个，实现了前、后、左、右面的固定，使其在这几个面没有自由度，不能转动，而上、下面通过磁环2的内腔所设计的锥形结构来实现，这样向下敲打时，由于防脱槽4的卡紧效果不能转动，向上敲打时由于磁环2的内腔是上窄下宽的结构，这样无论怎么敲打中间的塑胶基体1其都不会滑落，两者之间通过对物体6个自由度的限定实现最佳的固定方式，而止转槽6的设置是对塑胶基体1由下向上存在间隙活动时的辅助止转作用。
一种变速感应信号元器件的加工工艺，包括以下步骤：
1)磁环原材料过筛：称取合格的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂并按照种类依次过80、100、120目网筛进行三级筛选，经过三级筛选的原材料颗粒度更加均匀，更加容易混料；
2)称重：将过筛的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂按照比例88:9:1.2:1的比例称取，该比例的原材料为最佳比例，而且现有的橡胶磁原材料在制备过程中流动性差，制备而成的橡胶磁的性能也较不稳定，磁场分布也不均匀，而本发明采用备硅烷偶联剂能够更好的与其他几种原材料起到协同作用，特别是能够更有效的融合磁粉、尼龙，并提高原材料之间的流动性；
3)一次混合搅拌：经步骤(2)过筛的原料依次进入混料机进行混料，搅拌转速为100-150r/min；
4)烘干：混料进入烘干机进行烘干，烘干温度为100-120℃，烘干过程中的温度从0℃开始，以每分钟升高5℃的速度逐渐将温度升高至100-120℃，并且保温烘干1-1.5小时，烘干过程中采用逐渐升温的方式进行烘干，不仅能够达到较好的烘干效果，节省能源，而且逐渐升温烘干的方式不会导致原材料内部晶体结构的变化，保证原材料原有的性能；
5)一次挤出：混料进入挤出机挤出成型，料至熔融状态下挤出，挤出温度250-270℃；挤出机进料端设置预加热装置，所述预加热装置设置在所述挤出机进料漏斗上方，通过内设的加热元件进行升温加热，并设置温度传感器控制加热温度，预加热装置与进料漏斗之间密封连接，并且在预加热装置内设小型搅拌器，采用预加热的目的是保证经烘干的混合料的温度不至于快速降低，尽可能的通过预加热装置将混合料进料温度与烘干后的温度保持一致，这样也能节省混合料进入挤出机内挤出机的升温时间，提高挤出效果及效率；
6)一次破碎：经挤出成型的粗品在破碎机中进行一次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行初次测试检验；
7)二次混合搅拌：经破碎的粗品颗粒进入混料机中进行二次混合搅拌，搅拌转速200-250r/min；
二次混合料的物理特性：流动性：95g/10min、密度：3.65g/cm3、颗粒尺寸：1.5*1.5、水分：65ppm；
二次混合料的磁特性：Br:2400-2500GS；Hcb:2250Oe；Hcj:2750-2900Oe；(BH)max:1.60MGOe；
8)二次挤出：二次混料进入挤出机中进行二次挤出成型，挤出温度250-270℃，二次挤出过程中也在进料口设有预加热装置，其结构、作用与一次挤出相同；
9)二次破碎：经二次挤出成型的半成品经破碎机进行二次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行二次测试检验；
本发明主要经过一次、二次破碎、一次挤出以及二次挤出，是通过两级的工艺来提高磁环2的注塑质量，提高磁极的稳定性，提高磁环2的原材料混合的均匀性，因为在一次挤出后经检验其粗品的密度不均匀，导致后续的磁性不稳定，而且有些颗粒磁粉的多少也不一样，会影响磁环2的加工质量；
10)磁环注塑成型：经步骤(9)二次破碎的半成品颗粒经成型机的进料口依次进料，模具上放了单边为2-3mm的脱膜斜度，该脱膜斜度的设定能够制造出内腔上开口窄下开口宽的磁环2，模具内还设置磁场取向，经过模具的磁场取向后注塑出一圈磁环2；模具内带有烘干管道，对磁环2及时进行烘干，并且在烘干管道内同时通风，及时带走水分，烘干温度为90-100℃，制成的磁环2上端面设置一圈防脱槽4，下端面内侧面向上设置一圈止转槽6，该步骤加工出的磁环2内腔为锥形结构；
11)退磁及充磁：经磁场取向后的磁环2先进行退磁处理，在经过定制的充磁夹头进行充磁，达到需要的磁极目的，本发明通过在模具中先对磁环2进行磁场取向，确定N极和S极后，再退磁，退磁后再N极和S极的导向作用下按照需要进行充磁，达到较好的磁极及较稳定的磁性的目的，本发明的磁极数为32；
12)一体注塑成型：将步骤(10)磁环2部分经过模具异方性取向注塑后，再作为嵌件进行二次注塑塑胶基体1包紧部分，两者经过中间设计的防脱槽4和止转槽6的双向固定，两者牢牢的结合在一起，从而达到整体使用而不被破坏的效果，所述塑胶基体内侧边缘沿还一体注塑成型有一圈轴向的斜齿，选用ABS树脂材料作为塑胶基体1的材料，在模具中注塑成型，得到塑胶基体1，塑胶基体1的上端面在注塑出一圈防脱销3，下端面内侧面向上注塑出一圈止转销5，防脱销3对应磁环2的防脱槽4，止转销5对应磁环2的止转槽6，在一体注塑成型时，防脱槽4配合防脱销3一体注塑成型，止转槽6配合止转销5一体注塑成型。
ABS塑料特点：强度好、结合力稳定、在高速旋转离心力加大的情况下仍能保持产品的物理稳定性，但是不具有感应信号能力。
综上两种材料的各自性能特点，本发明提出一款变速感应信号元器件，内部连接使用ABS塑胶基体1注塑，且设计斜齿7来调节松紧程度，能够很好的发挥其优点，即使配合轴的公差超差仍能紧紧的包死在配合轴上，而不会因为轴的热胀冷缩而脱落或者胀破，耐高速旋转带来的离心力的破坏，外部则采用高磁性、高强度材料制作的感性信号磁环2。
表一：本发明磁环的磁场分布图。
表二：为表一中磁性能、零交叉点间隔度数、磁面积的数值表格。
表三：为磁环每一极所对应的磁性能参数表，其中N极为正、S极为负。
从表一至三中可以看出，采用本发明材料制成的磁环磁场分布均匀，磁性能稳定，误差范围小。

Claims (10)

1.一种变速感应信号元器件，其特征在于：该元器件包括塑胶基体和磁环，所述磁环的中心孔为上开口窄、下开口宽的锥形结构，所述磁环上端面上设置一圈间隔距离相等的防脱槽，在所述磁环的中心孔内设有所述塑胶基体，所述塑胶基体的内边缘上还设有一圈间隙调节用斜齿，所述斜齿的中心形成一个圆形的轴孔。
2.根据权利要求1所述的一种变速感应信号元器件，其特征在于：所述磁环中心孔上开口的内径比下开口的内径小2-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种变速感应信号元器件，其特征在于：在所述磁环下端面内侧向上设有一圈止转槽。
4.根据权利要求3所述的一种变速感应信号元器件，其特征在于：每个所述止转槽设置在两个所述防脱槽中间位置，且所述止转槽的高度较所述磁环高度低。
5.根据权利要求4所述的一种变速感应信号元器件，其特征在于：所述塑胶基体上端面一体加工有与所述防脱槽一一对应卡接的防脱销，所述防脱槽设有四个，并在所述塑胶基体的外侧面也一体加工有与所述止转槽一一对应的止转销。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种变速感应信号元器件，其特征在于：所述塑胶基体采用ABS树脂材料制成。
7.一种变速感应信号元器件的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)磁环原材料过筛：称取合格的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂并按照种类依次过80、100、120目网筛进行三级筛选；
2)称重：将过筛的原材料锶铁氧体、尼龙66、过氧化新癸酸异丙苯脂、硅烷偶联剂按照比例88:9:1.2:1的比例称取，备用；
3)一次混合搅拌：经步骤(2)过筛的原料依次进入混料机进行混料，搅拌转速为100-150r/min；
4)烘干：混料进入烘干机进行烘干，烘干温度为100-120℃，烘干过程中的温度从0℃开始，以每分钟升高5℃的速度逐渐将温度升高至100-120℃，并且保温烘干1-1.5小时；
5)一次挤出：混料进入挤出机挤出成型，料至熔融状态下挤出，挤出温度250-270℃；
6)一次破碎：经挤出成型的粗品在破碎机中进行一次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行初次测试检验；
7)二次混合搅拌：经破碎的粗品颗粒进入混料机中进行二次混合搅拌，搅拌转速200-250r/min；
8)二次挤出：二次混料进入挤出机中进行二次挤出成型，挤出温度250-270℃；
9)二次破碎：经二次挤出成型的半成品经破碎机进行二次破碎，破碎完后经过稀土磁性材料分析光谱仪进行二次测试检验；
10)磁环注塑成型：经步骤(9)二次破碎的半成品颗粒经成型机的进料口依次进料，模具上放了单边为2-3mm的脱膜斜度，模具内还设置磁场取向，经过模具的磁场取向后注塑出一圈磁环；模具内带有烘干管道，对磁环及时进行烘干，并且在烘干管道内同时通风，及时带走水分，烘干温度为90-100℃，制成的磁环上端面设置一圈防脱槽，下端面内侧面向上设置一圈止转槽；
11)退磁及充磁：经磁场取向后的磁环先进行退磁处理，在经过定制的充磁夹头进行充磁，达到需要的磁极目的；
12)一体注塑成型：将步骤(10)磁环部分经过模具异方性取向注塑后，再作为嵌件进行二次注塑塑胶基体包紧部分，选用ABS树脂材料作为塑胶基体的材料，两者经过中间设计的防脱槽和止转槽的双向固定。
8.根据权利要求7所述的一种变速感应信号元器件的加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)“一次挤出”以及所述步骤(8)“二次挤出”中均在挤出机进料端设置预加热装置。
9.根据权利要求8所述的一种变速感应信号元器件的加工工艺，其特征在于，所述预加热装置设置在所述挤出机进料漏斗上方，通过内设的加热元件进行升温加热，并设置温度传感器控制加热温度，预加热装置与进料漏斗之间密封连接，并且在预加热装置内设小型搅拌器。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种变速感应信号元器件的加工工艺，其特征在于，在所述步骤(12)“一体注塑成型”中，所述塑胶基体内侧边缘沿还一体注塑成型有一圈轴向的斜齿。
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