[發(fā)明專利]扭擺器磁極單元的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410343152.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104124050B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫國(guó)平;徐大宇;李學(xué)敏;袁平;張小奇;牛小強(qiáng);王豐;雷海亮;謝春安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F7/02;A63B23/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張真

1.一種扭擺器磁極單元的制造方法，其特征是包括如下步驟：

(1)、每個(gè)磁極單元由一個(gè)磁化塊框、一個(gè)磁極和十二塊磁化塊組成，磁極和磁化塊框通過(guò)螺釘連接，磁極的兩面各六塊磁化塊，通過(guò)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在一起；將鍛鋁材質(zhì)的磁化塊框加工到尺寸，關(guān)鍵控制磁化塊裝配面的尺寸公差在±0.03mm范圍內(nèi)，兩側(cè)面與底面的垂直度0.025mm；磁極裝配槽的兩側(cè)面與底面的垂直度0.025mm；鐵鈷釩材質(zhì)的磁極加工到尺寸，寬度公差值在±0.04mm范圍內(nèi)，高度公差值在±0.025mm范圍內(nèi)，厚度公差值在±0.013mm范圍內(nèi)，每塊之間的尺寸一致性不大于0.02mm，釹鐵硼材質(zhì)的磁化塊加工到尺寸，尺寸公差值要求在±0.02mm范圍內(nèi)；

(2)、對(duì)經(jīng)檢測(cè)合格的磁化塊進(jìn)行電鍍處理，要求鍍鎳層0.01-0.03mm之間；然后在充磁機(jī)上對(duì)磁化塊進(jìn)行充磁，要求剩磁大于1.25特斯拉；

(3)、對(duì)完成充磁的磁化塊，在溫度為20℃，濕度為45％RH的環(huán)境中，用亥姆霍茲線圈對(duì)磁化塊的寬度方向X、磁化塊的高度方向Y、磁化塊的厚度方向Z(即易軸方向)三個(gè)方向分別進(jìn)行磁通和剩磁測(cè)量，計(jì)算出易軸方向的角度，保證磁塊的剩磁和磁通的離散性小于±1.5％，易軸方向的角度離散性小于1.5°，篩選出合格的磁塊；

(4)、篩選合格的磁化塊，每十二塊作為一組，將一組單元的六個(gè)磁化塊的磁極面上分別標(biāo)記N1、N2、N3、N4、N5、N6，等粘結(jié)好一面后，再將另一組單元的六個(gè)磁化塊的磁極面上分別標(biāo)記N7、N8、N9、N10、N11、N12記號(hào)標(biāo)記在非粘接的磁極面上；確保磁方向和標(biāo)號(hào)的一致性；粘結(jié)另一磁極單元時(shí)，仍然每十二塊作為一組，但標(biāo)記為S1、S2、S3、……S12；

(5)、先加工好十二塊鋁塊，鋁塊的尺寸大小和磁化塊的尺寸完全一致，將磁極裝到磁化塊框的中間，用內(nèi)六方螺栓固定好，再將十二塊鋁塊裝到磁化塊框的兩側(cè)，在粘結(jié)磁化塊的過(guò)程中，利用替代的方法，每取出一塊鋁塊便在相應(yīng)位置安裝一塊磁化塊，依次粘結(jié)好每一面的六塊磁化塊，兩面共十二塊；

(6)、將裝有磁極和鋁塊的磁化塊框整體裝到不銹鋼材質(zhì)的無(wú)磁性粘結(jié)工裝中，粘結(jié)工裝包括一塊無(wú)磁不銹鋼底板，底板上裝配四塊無(wú)磁不銹鋼立板，四塊無(wú)磁不銹鋼立板包括兩塊長(zhǎng)立板和兩塊短立板，四塊無(wú)磁不銹鋼立板與長(zhǎng)壓板、墊塊和短壓板組成一個(gè)矩形框，矩形框的三個(gè)立板上有緊定螺釘，目的是在粘結(jié)磁塊的過(guò)程中對(duì)磁塊進(jìn)行固定和調(diào)整；

(7)、準(zhǔn)備好粘結(jié)過(guò)程中用到的無(wú)磁性工具、夾具、檢具和量具，包括無(wú)磁表座、千分表、無(wú)磁游標(biāo)卡尺、無(wú)磁扳手、無(wú)磁螺釘和無(wú)磁壓板，要求導(dǎo)磁率小于1.1，確保操作過(guò)程中的人身安全和工件安全，保證粘結(jié)后磁化塊的平面度小于30μm；

(8)、先用第一緊定螺栓和第二緊定螺栓將磁化塊框整體固定，再用壓板分別將六塊鋁塊壓緊；

(9)、把磁化框和粘結(jié)工裝整體裝到具有三維運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)床上；

(10)、把用于壓緊標(biāo)記有N1的磁化塊上的壓板取掉，再用專用無(wú)磁不銹鋼拔銷器將N1位置的鋁塊拔出，用有機(jī)溶劑對(duì)工裝模具仔細(xì)擦洗，去除油污，保證粘結(jié)表面清潔；

(11)、在粘結(jié)專用機(jī)床的磁化塊卡頭處，裝入一塊確定好磁方向和編號(hào)的磁化塊，做好磁極粘結(jié)面的清潔，然后在磁化塊粘結(jié)面和相應(yīng)的磁化塊框取出鋁塊的空缺處涂上粘結(jié)劑，通過(guò)粘結(jié)專用機(jī)床的手輪調(diào)節(jié)上、下位置，最后將磁化塊與空缺處對(duì)齊，采用工裝將磁化塊壓入到N1位置；(12)、通過(guò)調(diào)節(jié)第一緊定螺栓和第二緊定螺栓將磁化塊頂緊，然后先將壓板壓緊磁化塊，再將磁化塊卡頭移開；

(13)、通過(guò)重復(fù)第八步驟至第十步驟，分別將標(biāo)記有N2、N3、N4、N5、N6的五塊磁化塊都粘結(jié)裝入磁化塊框，精確定位后進(jìn)行固定，要求極面的平面度小于30μm；為了提高效率，縮短粘結(jié)劑的固化時(shí)間，將模具整體進(jìn)行一定溫度的烘烤，待冷卻后，然后再進(jìn)行另一面六個(gè)磁化塊的粘結(jié)工作，對(duì)一個(gè)磁極單元來(lái)講，一側(cè)磁化塊粘結(jié)面的磁極方向與另一側(cè)磁化塊粘結(jié)面的磁極方向是相對(duì)的，即一側(cè)磁化塊粘結(jié)面如果是N極(或S極)，另一側(cè)磁化塊粘結(jié)面也是對(duì)應(yīng)的N極(或S極)；

(14)、最后對(duì)整個(gè)粘結(jié)好的上下磁極單元進(jìn)行裝配，磁極間隙為13mm，用測(cè)磁設(shè)備檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為2.1特斯拉，完全滿足1.944特斯拉的要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭擺器磁極單元的制造方法，其特征在于：所述的對(duì)于磁化塊、磁化塊框和磁極之間的粘結(jié)劑，要進(jìn)行粘結(jié)試驗(yàn)，保證有足夠的粘結(jié)力，確保磁化塊粘結(jié)牢固，采用一種堅(jiān)固、柔韌、耐沖擊強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)膠，平均破壞力矩20～40N.m，剪切強(qiáng)度：15MPa。