[发明专利]一种凸轮线圈环氧浇筑用的定位装置及方法

说明书

本发明公开一种凸轮线圈环氧浇筑用的定位装置及方法，其装置包括底板、顶板、内板和外板，底板上设有放置凸轮线圈用的环形台阶面，环形台阶面的外圆处向外延伸有若干个外板定位台阶，内圆处向内延伸有若干个内板定位台阶，内板安装于环形台阶面内侧，外板安装于环形台阶面外侧，内板和外板之间设有顶板，顶板上开设有若干浇筑口，底板、顶板、内板和外板四者之间形成浇筑模腔。其方法是利用底板上的环形台阶面、外板定位台阶和内板定位台阶为凸轮线圈以及外板、内板提供定位基准，在凸轮线圈放置于环形台阶面上之后，准确快速安装外板和内板，最后安装顶板。本发明定位精度高，安装操作简单，有效提高凸轮线圈浇筑后的尺寸精度和绝缘厚度均匀性。

技术领域

本发明涉及励磁线圈制作技术领域，特别涉及一种凸轮线圈环氧浇筑用的定位装置及方法。

背景技术

励磁线圈是加速器磁铁设备中的重要零部件之一。其中，凸轮线圈通电后产生磁铁的磁轭(材料DT4)所需的励磁安匝数，励磁安匝数NI＝气隙安匝数NI_air+铁心安匝数NI_core，磁铁励磁后主要形成四种磁场形态：均匀磁场(二极磁铁)、聚焦磁场(四极磁铁)、消除色散磁场(六极磁铁)及朗道阻尼磁场(八极磁铁)，并分别对应不同形态的励磁线圈。带电粒子经过磁铁物理长度时受一定方向磁场作用力从而实现在给定的中心轨道运动。励磁线圈分为导体和绝缘体两部分。其中导体通常采用无氧铜TU1或者铝材料等，形状分为实心和空心两种；若采用风冷或自然冷却的则为实心导体，而若需要水冷的则形成外方内圆、外圆内方、外方内方等形状的空心导体。绝缘体包括内层的匝间绝缘和外层的对地绝缘，其中线圈匝间绝缘通常采用玻璃纤维和聚酰亚胺胶带组成，而对地绝缘通常采用玻璃纤维和环氧树脂浇筑固化实现。

对于凸轮线圈来说，电绝缘一般采用真空浇筑环氧树脂的方式形成，而在环氧树脂的真空浇筑过程中，浇筑模具(或称定位装置)的作用是保证浇筑后凸轮线圈的绝缘厚度和形状，从而满足电绝缘要求和安装尺寸要求。

磁铁运行的可靠性主要取决于线圈绝缘的可靠性，而浇筑模具的精度及稳定性直接决定了凸轮线圈的绝缘可靠性。通常励磁线圈结构不是常规的规矩形状，因此如何形成均匀厚度的环氧树脂是浇筑工艺中的难点，浇筑模具的尺寸定位精度决定了凸轮线圈浇筑后的尺寸精度和绝缘厚度均匀性。传统的浇筑模具一般是采用将内、外模具通过销钉固定安装，形成放置凸轮线圈的模腔后进行环氧树脂浇筑，但在实际应用过程中，由于浇筑模具安装精度较低，且浇筑过程中容易产生变形，因此加工后的凸轮线圈绝缘性能难以得到有效的保障，这就导致在磁铁线圈的使用过程中常常会出现由于绝缘性能不佳而产生故障、需要更换磁铁线圈的现象发生，在该情况下，设备的故障率难以得到有效控制，其维护成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种凸轮线圈环氧浇筑用的定位装置，该装置定位精度高，安装操作简单，有效保障了环氧浇筑过程的稳定性和精度，从而提高凸轮线圈浇筑后的尺寸精度和绝缘厚度均匀性。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述定位装置实现的凸轮线圈环氧浇筑用的定位方法。

本发明的技术方案为：一种凸轮线圈环氧浇筑用的定位装置，包括底板、顶板、内板和外板，底板上设有放置凸轮线圈用的环形台阶面，沿环形台阶面的径向，环形台阶面的外圆处向外延伸有若干个外板定位台阶，环形台阶面的内圆处向内延伸有若干个内板定位台阶，内板安装于环形台阶面的内侧，外板安装于环形台阶面的外侧，内板顶部和外板顶部之间设有顶板，顶板上开设有若干浇筑口，底板、顶板、内板和外板四者之间形成浇筑模腔。其中，底板作为整个定位装置的核心部件，高精密度加工的环形台阶面、外板定位台阶和内板定位台阶，可为各相应部件提供较高精度的安装基准，并且可实现各部件的快速安装，避免传统定位装置中大量定位销的使用；内板的设置可确定凸轮线圈的内圆轮廓尺寸，外板的设置可确定凸轮线圈的外圆轮廓尺寸，顶板的设置可确定凸轮线圈的厚度轮廓尺寸。各部件安装后，凸轮线圈位于浇筑模腔中，在浇筑模腔的空间内，通过浇筑口向凸轮线圈浇筑环氧树脂。