CN117798663B - 一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，所述铆装方法如下：步骤1：将纳米晶带材块体铁心两端的方型凸台与内轭铁、长轭铁的方孔凹槽做成间隙配合；步骤2：将纳米晶带材块体铁心置于铆装夹具中，通过锥型铆头均匀压铆长轭铁方孔凹槽的边缘处，完成导磁体的铆接；步骤3：在确保导磁体结构牢固且纳米晶带材块体铁心与长轭铁紧密接触且二者间无明显气隙后，将已绕制完成的线圈套入铁心；步骤4：采用与步骤2相同的铆装方法完成纳米晶带材块体铁心的另一端方型凸台与内轭铁的铆接，测量铆接后的电磁组件的总高以保证其在既定公差范围内。本发明克服了纳米晶带材块体铁心因延展性不足而导致其与轭铁无法完成铆接的困难。
Description
技术领域
本发明属于电磁继电器装配工艺领域，涉及一种针对纳米晶带材块体铁心的压铆装配工艺。
背景技术
纳米晶磁材作为一种新兴的轻型软磁，具有磁导率高、磁性能稳定等磁学优势，若将其应用在继电器领域，理论上在能够缩短继电器动态特性响应时间的同时，也能实现产品的轻量化生产。然而，由于磁材制备方法的特殊性与合金元素种类的复杂性，这种叠片式磁材并不与传统继电器软磁（如：电工纯铁DT4C、DT4E等）具有相似的延展性与韧性，其非叠片方向的不均匀受力易发生层叠式脆性断裂。因此，磁材可加工性上的缺陷限制了纳米晶磁材在电磁继电器中的应用。
块体铁心作为电磁继电器中加工工序与结构最简单的导磁件，不需要用于结构整形的压弯、铣等加工工艺就可实现零件生产，其对磁材力学性能的较低要求为纳米晶带材块体铁心的批量生产提供了可能性。
然而，传统的旋铆机旋铆铁心端部凸台、柱状铆头压铆铁心端部凸台等依赖于铁心磁材延展性的铆装方法对于非晶纳米晶带材块体铁心并不适用，从非叠片方向的形变挤压会使得铁心端部凸台出现大量碎屑，无法实现铁心与长轭铁、内轭铁牢固铆接的同时，还会产生多余物。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法及其实现该方法的锥型铆头，用以解决这种纳米晶磁材无法实现铆接或所用铆接工艺会对磁材破坏（碎屑的产生）的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，包括如下步骤：
步骤1：将纳米晶带材块体铁心两端的方型凸台与内轭铁、长轭铁的方孔凹槽做成间隙配合，其中：所述内轭铁、长轭铁的材料属性为电工纯铁DTC、DT4E，铁镍合金1J50等具有延展性的传统软磁材料；所述方型凸台与方孔凹槽的最大间隙尺寸为0.2mm；
步骤2：将纳米晶带材块体铁心置于铆装夹具中，通过锥型铆头均匀压铆长轭铁方孔凹槽的边缘处，完成导磁体的铆接；
步骤3：在确保导磁体结构牢固且纳米晶带材块体铁心与长轭铁紧密接触且二者间无明显气隙后，将已绕制完成的线圈套入铁心，其中：所述气隙要尽可能小甚至接近于零，以免因气隙过大造成继电器产品的吸合电压过大；
步骤4：采用与步骤2相同的铆装方法完成纳米晶带材块体铁心的另一端方型凸台与内轭铁的铆接，测量铆接后的电磁组件的总高以保证其在既定公差范围内，其中：所述纳米晶带材块体铁心两端方型凸台的主体高度要略大于或等于线圈骨架的高度，铁心截面的长度和宽度要略小于线圈骨架的长度和宽度，以避免因纳米晶带材块体铁心主体高度过短而导致纳米晶带材块体铁心与两轭铁间的接触面积小、气隙过大；或因纳米晶带材块体铁心的截面过长、过宽而导致线圈无法正常套入纳米晶带材块体铁心。
一种实现上述铆装方法的锥型铆头，所述锥型铆头为一扁状对称式平头锥型铆头，包括一方形铆头本体，所述方形铆头本体的四边中间部位自顺时针绕向依次延伸出第一扁状平头锥型凸起、第二扁状平头锥型凸起、第三扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起；其中：第一扁状平头锥型凸起和第三扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心叠片方向对称；第二扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心非叠片方向对称。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
（1）本发明将带有牌号的标准化纳米晶铁心应用于继电器产品的实际生产中，根据纳米晶磁材的力学特性，采取特定的铆装工艺，使纳米晶磁材在电磁继电器中的应用成为可能。这为纳米晶磁材在继电器产品中的实际性能分析提供试验基础，也为后续纳米晶磁材的制备方法研究提供指导方向。
（2）本发明所提供的这种扁状对称式平头锥型铆头，通过对叠片方向与非叠片方向设计了不同间距的扁状压铆头来量化控制纳米晶带材块体铁心的受力大小，使得铁心叠片方向与非叠片方向受力差异化，有利于实现在叠片方向的延展，控制非叠片方向的延展，从而具有较好的适用性。
（3）本发明所提供的这种铆装方法为了克服纳米晶带材块体铁心因延展性不足而导致其与轭铁无法完成铆接的困难，通过精确控制不同方向的铆接力施加方式与施加量，实现了以前无法实现的纳米晶带材块体铁心的铆接，同时，也避免了对纳米晶磁材的破坏（碎屑的产生）。
附图说明
图1是本发明中电磁继电器中纳米晶带材块体铁心铆装流程图；
图2是铆装完成的电磁组件示意图；
图3是本发明所设计的扁状对称式平头锥型铆头示意图；
图4是本发明所设计的扁状对称式平头锥型铆头工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心铆装方法，并针对该方法设计了一种特定的锥型铆头。
如图1所示，所述方法具体包括如下步骤：
步骤1：将铁心两端的方型凸台与内轭铁、长轭铁的方孔凹槽做成间隙配合，其中：方型凸台与方孔凹槽的最大间隙尺寸为0.2mm；内轭铁、长轭铁的材料属性为具有延展性的传统软磁电工纯铁DTC，铁心为纳米晶带材铁心1K107B。
步骤2：将铁心置于铆装夹具中，利用锥型铆头均匀压铆长轭铁方孔凹槽的边缘处，完成导磁体的铆接。这种铆接工艺不同于旋铆等工艺会产生大量多余物碎屑且无法完成铆接。
步骤3：在确保导磁体结构牢固且铁心与长轭铁紧密接触且二者间无明显气隙后，将已绕制完成的线圈套入铁心；其中：气隙要尽可能小甚至接近于零，以免因气隙过大造成继电器产品的吸合电压过大。
步骤4：采用与步骤2相同的铆装方法完成铁心的另一端凸台与内轭铁的铆接，测量铆接后的电磁组件的总高以保证其在既定公差范围内，如图2所示。其中：非晶纳米晶带材块体铁心除两端凸台的主体高度要略大于或等于线圈骨架的高度，铁心截面的长度和宽度要略小于线圈骨架的长度和宽度，以避免因铁心主体高度过短而导致铁心与两轭铁间的接触面积小、气隙过大；或因铁心的截面过长、过宽而导致线圈无法正常套入铁心。
本发明设计的铆头为一扁状对称式平头锥型铆头，该铆头针对叠片方向与非叠片方向设计了不同间距的扁状压铆头来量化控制铁心在这两个方向的受力大小。如图3所示，所述铆头包括一方形铆头本体，所述方形铆头本体的四边中间部位自顺时针绕向依次延伸出第一扁状平头锥型凸起、第二扁状平头锥型凸起、第三扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起；其中：第一扁状平头锥型凸起和第三扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心叠片方向对称；第二扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心非叠片方向对称；通常第一扁状平头锥型凸起和第三扁状平头锥型凸起之间的距离D1>第二扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起之间的距离D2。
该铆头针对铁心叠片方向与非叠片方向设计了不同间距的扁状压铆头，通过控制对轭铁压铆位置的距离来量化控制铁心在两个方向的受力大小。如图4所示，压铆时铆头与铁心共基准轴，其中：第一扁状平头锥型凸起、第三扁状平头锥型凸起分别距离待铆接铁心端部非叠片方向前、后两平行面的垂直距离为0.5mm，第二扁状平头锥型凸起、第四扁状平头锥型凸起分别距离待铆接铁心端部叠片方向前、后两平行面的垂直距离为0.2mm，这使得不同方向的压铆力度存在差异，主要压铆方向为铁心叠片方向，从而有利于实现在叠片方向的延展，控制非叠片方向的延展。
Claims (6)
1.一种电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述铆装方法包括如下步骤：
步骤1：将纳米晶带材块体铁心两端的方型凸台与内轭铁、长轭铁的方孔凹槽做成间隙配合；
步骤2：将纳米晶带材块体铁心置于铆装夹具中，通过锥型铆头均匀压铆长轭铁方孔凹槽的边缘处，完成导磁体的铆接，其中：
所述锥型铆头为一扁状对称式平头锥型铆头，包括一方形铆头本体，所述方形铆头本体的四边中间部位自顺时针绕向依次延伸出第一扁状平头锥型凸起、第二扁状平头锥型凸起、第三扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起；其中：第一扁状平头锥型凸起和第三扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心叠片方向对称；第二扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起关于过铆头基准轴的铁心非叠片方向对称；
所述第一扁状平头锥型凸起和第三扁状平头锥型凸起之间的距离D1>第二扁状平头锥型凸起和第四扁状平头锥型凸起之间的距离D2；
所述铆头与铁心共基准轴，其中：第一扁状平头锥型凸起、第三扁状平头锥型凸起分别距离待铆接铁心端部非叠片方向前、后两平行面的垂直距离为0.5mm，第二扁状平头锥型凸起、第四扁状平头锥型凸起分别距离待铆接铁心端部叠片方向前、后两平行面的垂直距离为0.2mm；
步骤3：在确保导磁体结构牢固且纳米晶带材块体铁心与长轭铁紧密接触且二者间无明显气隙后，将已绕制完成的线圈套入铁心；
步骤4：采用与步骤2相同的铆装方法完成纳米晶带材块体铁心的另一端方型凸台与内轭铁的铆接，测量铆接后的电磁组件的总高以保证其在既定公差范围内。
2.根据权利要求1所述的电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述内轭铁、长轭铁的材料属性为具有延展性的软磁材料。
3.根据权利要求2所述的电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述软磁材料为电工纯铁或铁镍合金。
4.根据权利要求3所述的电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述电工纯铁为DTC或DT4E，铁镍合金为1J50。
5.根据权利要求1所述的电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述方型凸台与方孔凹槽的最大间隙尺寸为0.2mm。
6.根据权利要求1所述的电磁继电器中纳米晶带材块体铁心的铆装方法，其特征在于所述纳米晶带材块体铁心两端方型凸台的主体高度要大于或等于线圈骨架的高度，纳米晶带材块体铁心截面的长度和宽度要小于线圈骨架的长度和宽度。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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