組合式有中心通孔的高速電磁鐵鐵芯制造技術(shù)

本組合式有中心通孔的高速電磁鐵鐵芯，該鐵芯包括鐵芯組合件和鐵芯座，鐵芯組合件由多片成型硅鋼片疊加在一起組成，鐵芯座為軟磁棒材整體加工而成，中部有一凹槽，鐵芯組合件嵌入鐵芯座凹槽中，圓形鐵芯體端面開(kāi)有一環(huán)形槽，環(huán)形槽中有兩個(gè)１８０°對(duì)稱(chēng)的穿過(guò)鐵芯座底部的線圈引線通孔，圓形鐵芯體中心開(kāi)有一通孔，該通孔與環(huán)形槽和鐵芯組合體同一圓心，通孔中可嵌入鋼管內(nèi)套。采用硅鋼片與軟磁整體材料的組合方式，并在組合后實(shí)施機(jī)械加工，解決了現(xiàn)有軟磁材料加工的整體鐵芯要么渦流大，要么電磁力不足的問(wèn)題，并且不依賴(lài)進(jìn)口軟磁材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，體積小，最小外徑可達(dá)φ１５ｍｍ，采用通用機(jī)械加工設(shè)備批量生產(chǎn)成本同比可降３０－４０％。（*該技術(shù)在2019年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種高速電磁鐵鐵芯，特別是一種用于柴油機(jī)電控高壓共軌噴油系統(tǒng)的高速電磁鐵鐵芯。技術(shù)背景 高速電磁鐵是柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)中的關(guān)鍵控制元件，特別是高壓共軌系統(tǒng)中的 噴油器上的高速電磁鐵為達(dá)到其對(duì)燃油更精準(zhǔn)控制和排放標(biāo)準(zhǔn)，要求所使用的高速電磁鐵 具有體積小，渦流小，響應(yīng)速度更快，發(fā)熱低，且產(chǎn)生足夠大的電磁力以適應(yīng)高壓噴射的需 要等特性。目前柴油機(jī)高壓共軌噴油系統(tǒng)主要有德國(guó)B0SCH的CR系統(tǒng)，日本電裝(DENS0) 的ECD-U2系統(tǒng)，美國(guó)DELPHI共軌系統(tǒng)，除上述采用電磁鐵作為執(zhí)行元件的共軌系統(tǒng)外， BOSCH、西門(mén)子等國(guó)外公司采用具有更高響應(yīng)時(shí)間的壓電晶體驅(qū)動(dòng)器作為執(zhí)行元件。由于國(guó) 內(nèi)壓電材料性能不過(guò)關(guān)，還遠(yuǎn)不能滿足要求；國(guó)外壓電材料價(jià)格昂貴，所以采用壓電材料國(guó) 產(chǎn)化目前不具備條件。而采用電磁鐵作為執(zhí)行元件的上述國(guó)外公司所采用的鐵芯材料為粉 末冶金壓制成型，其材質(zhì)我國(guó)未能完全破解，其壓制工藝，熱處理工藝要求高，我國(guó)還無(wú)法 生產(chǎn)出符合該電磁鐵性能要求的鐵芯材料，而采用我國(guó)現(xiàn)有的各種軟磁材料均無(wú)法達(dá)到共 軌噴油系統(tǒng)對(duì)該電磁鐵的要求，要么電磁力不夠，要么響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，要么渦流損耗大，不利 于共軌噴油器系統(tǒng)的優(yōu)化。而日本DENSO公司采用的由一百多片U型硅鋼片螺旋疊片堆疊 而成共軌噴油系統(tǒng)用電磁鐵需要專(zhuān)用成型設(shè)備，制作成本高，且受專(zhuān)利制約。 中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL. 200820063803. 1公開(kāi)的組合式高速電磁鐵鐵芯，該鐵芯包括鐵芯 組合件、圓形鐵芯座，鐵芯組合件由多片成型硅鋼片疊加在一起組成，鐵芯座為軟磁棒材整 體加工而成，中部有一凹槽，鐵芯組合件嵌入鐵芯座凹槽中，形成圓形鐵芯體，圓形鐵芯體 端面開(kāi)有一環(huán)形槽，環(huán)形槽中有兩個(gè)180°對(duì)稱(chēng)的穿過(guò)鐵芯座底部的線圈引線通孔，該組 合式高速電磁鐵鐵芯由于采用硅鋼片與軟磁整體材料的組合方式，并在組合后實(shí)施機(jī)械加 工，既解決了整體軟磁材料渦流大的問(wèn)題，又解決了采用全E型硅鋼片疊加體積大的缺陷， 在需要同等電磁力的情況下減小了體積，在匹配合適的線圈情況下，只需12A-16A的驅(qū)動(dòng) 電流和4A-8A的維持電流，電磁力在150N-350N，在降低線圈發(fā)熱的同時(shí)提高了電磁鐵的響 應(yīng)速度，也減輕了控制單元ECU的負(fù)擔(dān)。但是，由于其結(jié)構(gòu)上存在的局限性，其響應(yīng)時(shí)間和 渦流損耗不能滿足共軌噴油系統(tǒng)對(duì)電磁鐵的響應(yīng)快，渦流小的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于目前國(guó)內(nèi)高壓共軌系統(tǒng)中的噴油器上的高速電磁鐵材料無(wú)法解決和目前結(jié)構(gòu)上存在的現(xiàn)狀，本技術(shù)的目的是提供一種不依賴(lài)進(jìn)口軟磁材料，采用現(xiàn)有磁性材料即可達(dá)到共軌噴油器系統(tǒng)對(duì)電磁鐵響應(yīng)速度快，電磁力強(qiáng)，渦流損耗小的要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易于大批量生產(chǎn)的高速電磁鐵鐵芯。 本技術(shù)通過(guò)如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述專(zhuān)利技術(shù)目的 本技術(shù)是一種組合式有中心通孔的高速電磁鐵鐵芯，該鐵芯包括鐵芯組合件，圓形鐵芯座，鐵芯組合件由多片成型硅鋼片疊加在一起組成，鐵芯座為軟磁棒材整體加 工而成，中部有一凹槽，鐵芯組合件嵌入鐵芯座凹槽中，形成圓形鐵芯體，圓形鐵芯體端面 開(kāi)有一環(huán)形槽，環(huán)形槽中有兩個(gè)180°對(duì)稱(chēng)的穿過(guò)鐵芯座底部的線圈引線通孔，其特征在于 圓形鐵芯體中心開(kāi)有一通孔，該通孔與環(huán)形槽和鐵芯組合體同一圓心； 為了與下部的鋼壓件結(jié)構(gòu)和材料相適應(yīng)，本技術(shù)圓形鐵芯體中心通孔中有一 個(gè)與該通孔尺寸相適應(yīng)的鋼管內(nèi)套，圓形鐵芯體外有緊配合的鋼外套； 為了與下部的鋼壓件結(jié)構(gòu)和材料相適應(yīng)，本技術(shù)還可以在圓形鐵芯體下部設(shè)置一環(huán)形臺(tái)階，圓形鐵芯體外緊配合的鋼外套相應(yīng)地也具有環(huán)形臺(tái)階。 本技術(shù)組合式有中心通孔的高速電磁鐵鐵芯最小外徑可達(dá)小15mm。 本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著效果 —、由于采用硅鋼片與軟磁整體材料的組合方式，并在組合后實(shí)施機(jī)械加工，解 決現(xiàn)有軟磁材料加工的整體鐵芯制作的電磁鐵要么渦流大，要么電磁力不足的問(wèn)題，根據(jù) 柴油共軌噴油系統(tǒng)噴油器的結(jié)構(gòu)，匹配合適的線圈參數(shù)情況下，只需15-20A的驅(qū)動(dòng)電流和 3-6A的維持電流，電磁力在50N-200N，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)0. 3ms左右，利于優(yōu)化柴油共軌系統(tǒng)； 二、不受制于材料的采購(gòu)渠道，不依賴(lài)進(jìn)口軟磁材料，硅鋼片和通用軟磁材料相對(duì) 材料采購(gòu)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，體積小，最小外徑可達(dá)小15mm，采用通用機(jī)械加工設(shè) 備便能形成大批量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)成本同比可降低30-40 % 。附圖說(shuō)明圖1本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2鐵芯組合件硅鋼片單片示意圖 圖3鐵芯組合件示意圖 圖4鐵芯座示意圖 圖5組合鐵芯體示意圖 圖6圖5的俯視圖 圖7除去鐵芯組合件超出鐵芯座凹槽部分的組合鐵芯體 圖8加工了環(huán)形槽的圓形鐵芯俯視圖 圖9圖8的A-A剖視圖 圖10加工了中心通孔的圓形鐵芯俯視圖 圖11圖10的B-B剖視圖 圖12圖10的C-C剖視圖 圖13具有線圈引出線孔的俯視圖 圖14圖13的D-D剖視圖 圖15利用本技術(shù)產(chǎn)品組裝的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖I 圖16加工有環(huán)形臺(tái)階的組合鐵芯體示意圖 圖17利用本技術(shù)產(chǎn)品組裝的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖II具體實(shí)施方式實(shí)施例14 如圖1所示為本技術(shù)有中心通孔的組合式高速電磁鐵鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖，該鐵芯由鐵芯組合件1和軟磁材料鐵芯座2組成，其加工步驟如下 —、以冷沖方式落料成型鐵芯組合件硅鋼片單片1-1，參見(jiàn)圖2 ; 二、以疊壓方式將若干成型硅鋼片單片1-1疊加成鐵芯組合件l，參見(jiàn)圖3 ; 三、以機(jī)械加工方式將圓形軟磁整體材料加工成中心有一個(gè)凹槽2-1的鐵芯座2，參見(jiàn)圖4 ; 四、以壓裝方式將尺寸與鐵芯座2中部凹槽2-1相適應(yīng)的鐵芯組合件1整體嵌入 鐵芯座2中心的凹槽2-1中，參見(jiàn)圖5、圖6，用機(jī)械加工的方式除去超出鐵芯座凹槽2-1部 分，構(gòu)成組合鐵芯體，參見(jiàn)圖7; 五、以機(jī)械加工方式在組合鐵芯體的端面上加工出環(huán)形槽3，該環(huán)形槽3與圓形組 合鐵芯體同一圓心，參見(jiàn)圖8、圖9 ; 六、以機(jī)械加工方式在加工有環(huán)形槽3的組合鐵芯鐵中心加工出一通孔4，該通孔 4與環(huán)形槽3、圓形組合鐵芯體同一圓心，參見(jiàn)圖10、圖11、圖12 ; 七、以機(jī)械加工方式在環(huán)形槽3中加工出兩個(gè)180°對(duì)稱(chēng)的線圈引出線孔5，該兩 個(gè)線圈引出孔5穿過(guò)鐵芯座2的底部，參見(jiàn)圖13、圖14; 八、將線圈6裝入組合鐵芯體環(huán)形槽3中，線圈引出線9穿過(guò)線圈引出孔5，再輔 以需要的接線端子10、鋼壓件8、密封圈11和12，磨平組合鐵芯的工作面，再壓裝入鋼外套 7中，塑料封裝13成型，即可得到一種密封效果好、具有足夠電磁力、體積小、響應(yīng)時(shí)間快的 適用于柴油機(jī)高壓共軌噴油系統(tǒng)的高速電磁鐵，參見(jiàn)圖15。 實(shí)施例2 如圖1所示為本技術(shù)有中心通孔的組合式高速電磁鐵鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖，該鐵芯由鐵芯組合件1和軟磁材料鐵芯座2組成，其加工順序如下 —、以冷沖方式落料成型鐵芯組合件硅鋼片單片1-1，參見(jiàn)圖2 ; 二、再以疊壓方式將若干成型硅鋼片單片1-1疊加成鐵芯組合件l，參見(jiàn)圖3 ; 三、以機(jī)械加工方式將圓形軟磁整體材料加工成中心有一個(gè)凹槽2-1的鐵芯座2參見(jiàn)圖4 ; 四、以壓裝方式將尺寸與鐵芯座2中心凹槽2-1相適應(yīng)的鐵芯組合件1整體嵌入 鐵芯座2中心的凹槽2-1中，參見(jiàn)圖5、圖6，用機(jī)械加工的方式除去超出鐵芯座凹槽2-1部 分，構(gòu)成組合鐵芯體，參本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種組合式有中心通孔的高速電磁鐵鐵芯，該鐵芯包括鐵芯組合件（１），圓形鐵芯座（２），鐵芯組合件（１）由多片成型硅鋼片（１－１）疊加在一起組成，鐵芯座（２）為軟磁棒材整體加工而成，中部有一凹槽（２－１），鐵芯組合件（１）嵌入鐵芯座凹槽（２－１）中，形成圓形鐵芯體，圓形鐵芯體端面開(kāi)有一環(huán)形槽（３），環(huán)形槽（３）中有兩個(gè)１８０°對(duì)稱(chēng)的穿過(guò)鐵芯座（２）底部的線圈引線通孔（５），其特征在于圓形鐵芯體中心有一通孔（４），該通孔（４）與環(huán)形槽（３）和鐵芯組合體同一圓心。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志強(qiáng)，易軍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：易軍，李志強(qiáng)，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：90[中國(guó)|成都]