一种通电线圈式磁流变抛光液回收器及装置的制作方法

1.本发明涉及抛光加工技术领域，更具体地说，它涉及一种通电线圈式磁流变抛光液回收器及装置。


背景技术：

2.磁流变抛光技术主要利用磁流变液在磁场作用下变硬形成具有粘塑性的bingham介质，在抛光轮上形成一个包围抛光轮的柔性缎带突起。当缎带经过工件与抛光轮形成的狭小缝隙时，就会在工件表面接触区域产生剪切应力，从而实现对工件表面材料的抛光去除。在抛光过程中，需要实时对抛光轮表面“已使用”的抛光液进行回收，使之补水后重新用于加工。
3.现检索到公告号为cn101249637a中国专利，其公开了一种内部中空的杯状回收装置，在回收装置座外圈布置环状永磁体，该方法形成的永磁场会使抛光液硬化严重，严重磨损抛光轮，且回收效率较低。为了克服上述方案中存在的缺陷，公告号为cn106272086b的中国专利中公开了一种磁流变抛光液回收器，该方法同样采用永磁体形成磁性毛刷，并在永磁体与回收器罩之间设有屏蔽层来约束磁场作用范围，减小磁性毛刷对抛光轮的磨损；然而，由于两层屏蔽层的设置，使得整个抛光液回收器的装配、维护以及附着的抛光液清理等操作复杂；此外，在长时间抛光时，所形成的磁性毛刷会逐渐变干硬化，逐渐堆积回收器腔体甚至堵塞回收孔，最终导致回收不完全和漏液，且由永磁体形成的磁性毛刷即使在回收器拆卸后依然存在，即在清洗时磁流变抛光液依然会附着于回收器上，给回收器的清洗带来困难。
4.因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的通电线圈式磁流变抛光液回收器是我们目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种通电线圈式磁流变抛光液回收器及装置，在不需要屏蔽层的情况下可以在狭缝空腔处形成漏磁场，同时可实现磁场强度的灵活调整，降低抛光液对抛光轮的磨损，避免抛光液硬化，拆卸后回收器无磁场，磁流变抛光液不会附着于回收器，便于清洗。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.第一方面，提供了一种通电线圈式磁流变抛光液回收器，包括流道以及与流道套装的回收壳体，回收壳体的侧面设有引流口，所述回收壳体内环设有一端开口的狭缝空腔，回收壳体内封装有漆包线圈；所述回收壳体为磁导材料；所述漆包线圈通电后使狭缝空腔内外两侧的壳体壁形成磁性相反的磁极，以在狭缝空腔处形成漏磁场。
8.进一步的，所述回收壳体包括内壳体、外壳体和顶板；
9.所述内壳体与外壳体之间同轴间隙设置，内壳体、外壳体之间设有底板；
10.所述漆包线圈同轴布设在内壳体、外壳体之间，且位于底板背向狭缝空腔的一侧；
11.所述顶板位于漆包线圈背向底板的一侧，顶板将内壳体、外壳体之间的一侧盖合封堵；
12.所述底板为非磁导材料。
13.进一步的，所述内壳体、外壳体中安装底板处的侧壁分别为外锥曲面、内锥曲面，底板为与外锥曲面、内锥曲面相互配合的环形板，环形板截面为梯形或三角形。
14.进一步的，所述流道由一体成型的导流管和导流筒组成，或由导流管、顶板中部的通孔、导流筒依次连接组成；所述导流筒位于内壳体的内腔中。
15.进一步的，所述导流筒为沿远离引流口的方向偏离内壳体中心轴线的斜管。
16.进一步的，所述导流管、导流筒、顶板、底板的安装接触面均设有环槽，环槽内安装有可与相应安装面接触的密封圈。
17.进一步的，所述回收壳体靠近狭缝空腔的端部为可与球面贴合的内凹曲面。
18.进一步的，所述引流口沿回收壳体圆周方向的开口角度范围为60
°‑
120
°
。
19.第二方面，提供了一种通电线圈式磁流变抛光液回收装置，包括开关控制模块、变频器控制模块以及至少一个如第一方面中任意一项所述的一种通电线圈式磁流变抛光液回收器；
20.所述开关控制模块、变频器控制模块均与漆包线圈电性连接；
21.所述开关控制模块，用于控制漆包线圈的通电状态启闭；
22.所述变频器控制模块，用于控制漆包线圈通入电流的大小与频率。
23.第三方面，提供了一种抛光装置，包括抛光轮以及至少一个如第二方面中所述的一种通电线圈式磁流变抛光液回收装置，该回收装置安装在抛光轮的四周。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.1、本发明提出的一种通电线圈式磁流变抛光液回收器，通过漆包线圈与回收壳体配合，漆包线圈通电后使狭缝空腔内外两侧的壳体壁形成磁性相反的磁极，在不需要屏蔽层的情况下可以在狭缝空腔处形成漏磁场，同时可实现磁场强度的灵活调整，降低抛光液对抛光轮的磨损，避免抛光液硬化，拆卸后回收器无磁场，磁流变抛光液不会附着于回收器，便于清洗；
26.2、本发明通过内壳体、外壳体和顶板的装配，使得整个回收器的安装与拆卸操作方便，同时通过顶板与底部的配合能够增强漆包线圈安装的稳定性；
27.3、本发明通过配置有外锥曲面的内壳体以及配置有内锥曲面的外壳体，能够对漆包线圈通电后产生的磁场进行更好的导磁约束，使得漏磁场更为集中的分布在狭缝空腔处；
28.4、本发明通过将导流筒沿远离引流口的方向倾斜设置，能够有效扩大抛光液进入导流筒端口的可滞留空间，有效减少导流筒端口堵塞的情况发送。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
30.图1是本发明实施例中回收器的整体结构示意图；
31.图2是本发明实施例中回收器的剖面结构示意图；
32.图3是本发明实施例中内壳体的剖面结构示意图；
33.图4是本发明实施例中内壳体与外壳体的装配结构示意图；
34.图5是本发明实施例中漏磁场的分布仿真示意图；
35.图6是本发明实施例中回收器的安装位置示意图；
36.图7是本发明实施例中回收器与抛光轮的装配示意图；
37.图8是现有技术中永磁体形成的磁场分布仿真示意图。
38.附图中标记及对应的零部件名称：
39.1、内壳体；2、导流筒；3、外壳体；4、底板；5、漆包线圈；6、顶板；7、导流管；8、限位环；9、密封圈；10、引线孔；11、引流口；12、内腔；13、内凹曲面；14、凸缘；15、外锥曲面；151、内锥曲面；16、狭缝空腔；17、抛光轮；18、磁流变抛光液缎带；19、供电电源。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
41.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
42.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.实施例1：一种通电线圈式磁流变抛光液回收器，如图1与图2所示，包括流道以及与流道套装的回收壳体，回收壳体的侧面设有引流口11，回收壳体内环设有一端开口的狭缝空腔16，回收壳体内封装有漆包线圈5。回收壳体为磁导材料；漆包线圈5通电后使狭缝空腔16内外两侧的壳体壁形成磁性相反的磁极，以在狭缝空腔16处形成漏磁场。
45.本发明通过向漆包线圈5中通电，使漆包线圈5在轴向方向上产生磁场，磁感线在内壳体1、顶板6及外壳体3中分布，磁感线会因导磁材料不连续而进入空气中，在内壳体1与外壳体3的凸缘14之间形成的狭缝空腔16处形成漏磁场，磁流变抛光液在移动至狭缝区域时，受漏磁场作用在狭缝空腔16处形成磁性毛刷，该漏磁场仅分布在狭缝空腔16之间，不会向四周发散；此外，通过改变通入漆包线圈5的电流偏置大小、幅值及变化频率，即可改变漏磁场的强度和变化频率，进而改变磁流变抛光液所形成的磁性毛刷的硬度及变化状态；相比于永磁体所产生的磁场，采用漆包线圈5形成的磁场可实现实时灵活调整，可根据不同加工流量工况改变磁场强度，保障不同工况下的稳定回收。
46.此外，通过向漆包线圈5通入电流产生漏磁场，漏磁场强度能够实时调整，可根据
磁性毛刷的硬度实时调整磁场大小，获得可阻挡磁流变抛光液的磁性毛刷的最小硬度，在保证正常稳定回收的同时，减小了对抛光轮17的磨损；同时可产生交变磁场，使磁性毛刷的硬度动态变化，实现磁流变抛光液成分的动态更新，避免磁流变抛光液堆积硬化，堵塞流道的回收孔。
47.另外，当停止向漆包线圈5通入电流，则漏磁场也会随电流的消失而一起消失，此时磁流变抛光液不再受漏磁场作用，因此硬度降低从而变回液态，不再聚集在狭缝处。在清洗时可轻松洗去附着在回收器表面的磁流变抛光液，使回收器的清洗更加容易。
48.在本实施例中，漆包线圈5采用线径0.5mm～0.9mm漆包铜线密绕制成。
49.如图2所示，在本实施例中，回收壳体包括内壳体1、外壳体3和顶板6，顶板6穿设有可供漆包线圈5的引线穿出的引线孔10；内壳体1与外壳体3之间同轴间隙设置，内壳体1、外壳体3之间设有底板4；漆包线圈5同轴布设在内壳体1、外壳体3之间，且位于底板4背向狭缝空腔16的一侧；顶板6位于漆包线圈5背向底板4的一侧，顶板6将内壳体1、外壳体3之间的一侧盖合封堵；底板4为非磁导材料。
50.需要说明的是，回收壳体也可以采用一体成型的制作方式，例如通过高精密仪器制作形成狭缝空腔16以及漆包线圈5的安装空间，漆包线圈5可从狭缝空腔16以处装入，虽然装配过程复杂，但密封性、稳定性和精确度更好。
51.如图4所示，在本实施例中，内壳体1、外壳体3中安装底板4处的侧壁分别为外锥曲面15、内锥曲面151，底板4为与外锥曲面15、内锥曲面151相互配合的环形板，环形板截面为梯形或三角形。需要说明的是，内壳体1、外壳体3在相应锥曲面处的厚度一致。
52.在本实施例中，流道由导流管7、顶板6中部的通孔、导流筒2依次连接组成。导流筒2位于内壳体1的内腔12中。此外，流道还可以由一体成型的导流管7和导流筒2组成。
53.在本实施例中，导流筒2为沿远离引流口11的方向偏离内壳体1中心轴线的斜管。
54.在本实施例中，导流管7、导流筒2、顶板6、底板4等安装接触面均设有环槽，环槽内插接或卡接有可与相应安装面接触的密封圈9。
55.如图3所示，在本实施例中，回收壳体靠近狭缝空腔16的端部为可与球面贴合的内凹曲面13。需要说明的是，内凹曲面13根据实际需求进行改变。例如，改为与椭球体贴合。
56.在本实施例中，引流口11沿回收壳体圆周方向的开口角度范围为60
°‑
120
°
。
57.如图5所示，通过对仿真漏磁场在狭缝空腔16处的磁场分布进行仿真处理，该漏磁场仅分布在狭缝空腔16之间，不会向四周发散。
58.如图8所示，永磁体回收器通过在外壳凹槽内安装屏蔽层和永磁体，永磁体的极性为上n极、下s极，永磁体产生的磁感应线从n极出发，沿着屏蔽层回到永磁体。在永磁体下表面产生漏磁场，漏磁场方向为轴向，与本发明中狭缝空腔所形成的横向磁场不同，永磁体回收器所形成的轴向磁场使抛光液硬化明显，加剧抛光轮磨损，长时间迟永导致回收器内部抛光液堆积，进而导致抛光液回收不完全和漏液。
59.实施例2：一种通电线圈式磁流变抛光液回收装置，如图6与图7所示，包括开关控制模块、变频器控制模块、供电电源19以及至少一个如实施例1记载的一种通电线圈式磁流变抛光液回收器。开关控制模块、变频器控制模块均与漆包线圈5电性连接。开关控制模块，用于控制漆包线圈5的通电状态启闭。变频器控制模块，用于控制漆包线圈5通入电流的大小与频率。
60.其中，开关控制模块可采用机械式开关，也可以采用plc控制器，还可以采用配置有智能分析算法的计算机终端。变频器控制模块可以采用电流变频器。
61.如图2、6、7所示，上述回收装置安装在抛光轮17的四周后可构成一种抛光装置，抛光液在抛光轮17上形成磁流变抛光液缎带18。流道顶部通过管接头经管路连接蠕动泵，回收器布置在抛光轮17的正上方或其他任意位置，流道上的限位环8通过顶丝固定于流道外侧，回收器通过限位环8定位并使内壳体1与外壳体3底部的内凹曲面13与抛光轮17表面贴合并具有一定缝隙，引流口11向后正对磁流变抛光液缎带18送来方向，供电电源19向漆包线圈5中通电，磁流变抛光液缎带18随抛光轮17旋转从引流口11进入内腔12，当到达狭缝空腔16处时受漏磁场作用硬化形成磁性毛刷，被阻挡的磁流变抛光液不断聚集并包围导流筒2开孔，蠕动泵不断旋转产生负压将聚集的磁流变抛光液吸走，完成回收过程。
62.工作原理：本发明通过漆包线圈5与回收壳体配合，漆包线圈5通电后使狭缝空腔16内外两侧的壳体壁形成磁性相反的磁极，形成一个环形磁场，在不需要屏蔽层的情况下可以在狭缝空腔16处形成漏磁场，同时可实现磁场强度的灵活调整，降低抛光液对抛光轮17的磨损，避免抛光液硬化，拆卸后回收器无磁场，磁流变抛光液不会附着于回收器，便于清洗。
63.以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。