硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅鋼片刻痕處理技術(shù)，具體地指一種硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源問題的日益突出，變壓器需要采用更低鐵損的取向硅鋼作為鐵心材料以降低能耗。細化磁疇作為一種直接降低取向硅鋼鐵損的技術(shù)受到了普遍的關(guān)注。磁疇細化技術(shù)按其效果是否能經(jīng)受800°C /2h去應(yīng)力退火分為耐熱型和非耐熱型兩種。激光刻痕作為一種非耐熱型磁疇細化技術(shù)已在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品主要用作疊片變壓器鐵芯。而卷繞鐵心變壓器則需要采用耐熱磁疇細化取向硅鋼作為鐵心。耐熱磁疇細化技術(shù)只在世界上少數(shù)國家實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其主要方式是機械刻痕和化學刻蝕。由于化學刻蝕法對磁感惡化嚴重，只適用于磁感較高的產(chǎn)品(B8 ^ 1.93T)，相對而言機械刻痕具有更為普遍的應(yīng)用價值。
[0003]專利US5123977報道一種通過齒輥壓痕形成溝槽實現(xiàn)耐熱磁疇細化的方法。鋼帶在齒狀刻痕輥和壓輥之間移動，壓輥向鋼帶施加的壓力可以達到8448Kg/cm2。壓痕之前需要將鋼帶加熱到593-816°C，這樣可以使鋼帶對施加的應(yīng)力更為敏感?？毯圯伾嫌写罅康凝X沿軋向凸出，刻痕輥最好是鋼輥，壓輥為橡膠輥。專利US4742706也公開了一種可以實現(xiàn)耐熱磁疇細化的機械刻痕裝置，該裝置由齒輥、壓輥、支撐輥和液壓氣缸組成，液壓氣缸可以控制施加到壓輥上的壓力。由于耐熱磁疇細化效果取決于壓痕形成的溝槽的深度和寬度，溝槽寬度取決于齒的寬度，因此齒輥壓痕法對齒的精度要求很高，需要達到微米級，連續(xù)生產(chǎn)一段時間后齒會磨損，需要經(jīng)常加工，裝備制造和維護非常困難。刻痕線間距和刻痕角度是耐熱磁疇細化方法的兩個重要的技術(shù)參數(shù)，這兩個參數(shù)的調(diào)節(jié)只能通過更換齒輥，增加了參數(shù)調(diào)節(jié)的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要提供一種可對不同尺寸規(guī)格的小硅鋼片進行刻痕且線間距和刻痕角度易于調(diào)節(jié)、刻痕頭易于加工的硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置，包括底座，其特殊之處在于，所述底座上布置有直線導軌，所述直線導軌上設(shè)置有用于放置硅鋼片的樣品臺，所述樣品臺的一側(cè)與安裝在底座上的水平絲桿機構(gòu)相連，所述水平絲桿機構(gòu)與伺服電機相連，從而驅(qū)動樣品臺及其上的硅鋼片在直線導軌上水平滑動；
[0006]所述樣品臺一側(cè)的底座上設(shè)置有升降立柱，所述升降立柱上設(shè)置有升降臺，所述升降臺與設(shè)置在升降立柱內(nèi)部的垂直絲桿機構(gòu)相連，所述垂直絲桿機構(gòu)的操作手柄位于升降立柱頂部，通過操作手柄旋轉(zhuǎn)即可帶動升降臺作上下運動；
[0007]所述升降臺下面設(shè)置有刻痕機座，所述刻痕機座底部設(shè)置有氣動刻痕工作頭，所述氣動刻痕工作頭位于樣品臺上方并對準其上的硅鋼片，所述氣動刻痕工作頭的控制端與氣動系統(tǒng)相連，從而驅(qū)動氣動刻痕工作頭在硅鋼片表面進行高頻振動刻痕；
[0008]所述氣動刻痕工作頭兩側(cè)分別設(shè)置壓緊氣缸，所述壓緊氣缸的缸體端固定在刻痕機座底板上，所述壓緊氣缸的活塞桿端安裝有壓緊板，所述壓緊板上設(shè)置彈性壓片，所述彈性壓片在氣動刻痕工作頭隨升降臺下移時與硅鋼片抵接配合，從而在刻痕過程中將硅鋼片牢固壓緊。
[0009]進一步地，所述樣品臺表面設(shè)置有用于嵌置固定硅鋼片的樣品安裝槽。將硅鋼片嵌置在樣品臺兩側(cè)的樣品安裝內(nèi)，防止沖擊力過大導致硅鋼片在樣品臺內(nèi)翹起。
[0010]更進一步地，所述樣品臺內(nèi)部對應(yīng)于樣品安裝槽下方陣列設(shè)置有用于吸附硅鋼片的嵌入式永磁體，使硅鋼片在磁力作用下平直的固定在樣品臺上。
[0011]更進一步地，所述壓緊板為L型壓緊板，其水平布置的寬面通過螺栓組件與活塞桿端相連，其垂直布置的窄面下端與彈性壓片粘接，兩塊L型壓緊板的窄面靠近氣動刻痕工作頭布置。L型壓緊板使彈性壓片受力更穩(wěn)定。
[0012]更進一步地，所述兩塊L型壓緊板的窄面之間的距離為10?20mm。壓緊氣缸氣壓帶動兩塊彈性壓片將硅鋼片牢固壓緊。
[0013]更進一步地，所述氣動刻痕工作頭包括設(shè)置在刻痕機座底部的X軸支撐架，所述X軸支撐架上設(shè)置有X軸主動輪和X軸從動輪，所述X軸主動輪與X軸步進電機相連，所述X軸主動輪與X軸從動輪之間通過X軸同步齒帶相連，所述X軸同步齒帶中間設(shè)置有與其直線嚙合配合的吊掛座，所述吊掛座上安裝有Y軸支撐架，所述Y軸支撐架上設(shè)置有Y軸主動輪和Y軸從動輪，所述Y軸主動輪與Y軸步進電機相連，所述Y軸主動輪與Y軸從動輪之間通過Y軸同步齒帶相連，所述Y軸同步齒帶中間設(shè)置有與其直線嚙合配合的針頭氣缸，所述針頭氣缸的活塞桿端設(shè)置有刻痕針頭，所述針頭氣缸的進氣端與氣動系統(tǒng)相連。氣動刻痕工作頭可實現(xiàn)X方向和Y方向的微調(diào)。
[0014]更進一步地，所述氣動系統(tǒng)包括空氣壓縮機、氣動二聯(lián)件和高頻控制閥，所述空氣壓縮機的高壓氣體輸出端依次通過氣動二聯(lián)件和高頻控制閥與氣動刻痕工作頭的控制端相連?？諝鈮嚎s機產(chǎn)生的壓縮空氣通過氣動二聯(lián)件的減壓和過濾后進入高頻閥，控制系統(tǒng)精確控制高頻閥的占空比，使壓縮氣體按照準確頻率進入針頭氣缸的缸體，由針頭氣缸的活塞桿?而帶動針頭尚頻振動。
[0015]更進一步地，所述氣動系統(tǒng)包括空氣壓縮機、氣動二聯(lián)件和高頻控制閥，所述空氣壓縮機的高壓氣體輸出端依次通過氣動二聯(lián)件和高頻控制閥與針頭氣缸的進氣端相連。空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣通過氣動二聯(lián)件的減壓和過濾后進入高頻閥，高頻閥按照準確頻率向針頭氣缸的缸體輸送高壓氣體，高壓氣體驅(qū)動針頭氣缸的活塞桿端帶動針頭高頻振動。
[0016]本發(fā)明的工作原理為:耐熱磁疇細化原理主要是在鋼帶表面形成平行的線狀溝槽。本發(fā)明通過氣壓帶動針頭沖擊鋼帶表面可以在鋼板表面標記或劃線；通過刻痕控制系統(tǒng)實現(xiàn)刻劃式和打點式兩種不同的刻痕方式，分別形成線狀和點線狀刻痕線，還可以調(diào)節(jié)刻痕線間距、刻痕速度和角度。其中刻痕線間距的調(diào)節(jié)是通過伺服電機驅(qū)動水平絲桿機構(gòu)帶動樣品臺滑動實現(xiàn)的；刻痕速度控制是通過控制刻痕工作頭上的X軸、Y軸步進電機驅(qū)動同步帶帶動刻痕針頭向X軸方向、Y軸方向運動的速度實現(xiàn)的；通過調(diào)節(jié)升降立柱的升降臺的高度改變刻痕針頭與硅鋼片表面的距離，可以縮短刻痕針頭震動的行程，從而改變沖擊力；壓縮空氣的連接方式是:空氣壓縮機一一氣動二聯(lián)件一一高頻閥一一針頭氣缸，通過氣動二聯(lián)件的數(shù)顯壓力計調(diào)節(jié)氣壓，通過高頻閥調(diào)節(jié)頻率和占空比可以改變沖擊力，以及通過壓力計調(diào)節(jié)氣壓，改變沖擊力。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本裝置可以在硅鋼片表面刻痕形成線狀或點線狀溝槽，實現(xiàn)了刻痕線間距、角度、刻痕線條的均勻性以及針頭對鋼板表面的沖擊力的可控，可以得到鐵損降低幅度8-12%，并且能經(jīng)受800°C /2h去應(yīng)力退火的效果。不同于齒輥壓痕法中齒輥工藝精度要求很高且難以維護，本發(fā)明的刻痕頭為容易加工的針頭，且針尖長期使用磨損后只需在砂輪機上打磨即可，維護方便，且維護成本低。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為圖1中I處放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為圖1中刻痕工作頭的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為圖5的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7為圖1所示刻痕裝置的氣動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:底座1，直線導軌2，樣品臺3，伺服電機4，氣動刻痕工作頭5(其中:X軸支撐架5.1，X軸主動輪5.2，X軸從動輪5.3，X軸步進電機5.4，X軸同步齒帶5.5，吊掛座5.6，Y軸支撐架5.7，Y軸主動輪5.8，Y軸從動輪5.9，Y軸步進電機5.10，Y軸同步齒帶5.11，針頭氣缸5.12，刻痕針頭5.13)，升降立柱6 (其中:升降臺6.1，操作手柄6.2，形導向槽6.3，定位螺釘6.4)，壓緊氣缸7 (其中:活塞桿端7.1，彈性壓片7.2，壓緊板7.3，缸體端7.4)，刻痕座8，硅鋼片9，氣動系統(tǒng)10(其中:空氣壓縮機10.1，氣動二聯(lián)件10.2，高頻閥10.3)，水平絲桿機構(gòu)11。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0027]如圖1至圖7所示，本發(fā)明的硅鋼氣動沖壓式刻痕裝置，包括底座1，底座I上布置有直線導軌2，直線導軌2上設(shè)置有用于放置硅鋼片9的樣品臺3，樣品臺3的一側(cè)與安裝在底座I上的水平絲桿機構(gòu)11相連，水平絲桿機構(gòu)11與伺服電機4相連，從而驅(qū)動樣品臺3及其上的硅鋼片9在直線導軌2上水平滑動。樣品臺3表面設(shè)置有用于嵌置固定硅鋼片9的樣品安裝槽。樣品臺3內(nèi)部對應(yīng)于樣品安裝槽下方陣列設(shè)置有用于吸附硅鋼片9的嵌入式永磁體。
[0028]樣品臺3 —側(cè)的底座I上設(shè)置有升降立柱6，升降立柱6上設(shè)置有升降臺6.1，升降臺6.1與設(shè)置在升降立柱6內(nèi)部的垂直絲桿機構(gòu)相連，垂直絲桿機構(gòu)的操作手柄6.2位于升降立柱6頂部，通過操作手柄6.2旋轉(zhuǎn)即可帶動升降臺6.1作上下運動。升降臺6.1上設(shè)置有一對弧形導向槽6.3，刻痕機座8通過貫穿弧形導向槽6.3的定位螺釘6.4與升降臺6.1固定連接，從而可方便地調(diào)節(jié)刻痕機座8的水平偏轉(zhuǎn)角度。
[0029]升降臺6.1下面設(shè)置有刻痕機座8，刻痕機座8底部設(shè)置有氣動刻痕工作頭5，氣動刻痕工作頭5位于樣品臺3上方并對準其上的硅鋼片9，氣動刻痕工作頭5的控制端與氣動系統(tǒng)10