技术领域本发明涉及一种环形电磁材料样件的制备装置及方法。
背景技术：
高校材料专业相关课程教学实验活动中，为加深学生对电磁材料知识点的理解，提高学生对实验课程的兴趣，提升教学实验效果，培养学生的实践操作能力和工程应用能力，在实验过程中让学生制作电磁材料实验样件、并开展测试与验证教学实验，是一种行之有效的方法。目前，为了开展教学实验，通常提供制作好的固体介质材料教学实验样件，主要有以下缺点：(一)由于固体材料实验样件需要采用数控机床经过车、刨等工序进行加工，只能提供制作好的教学实验样件成品，在教学实验活动中难以实现电磁材料教学实验样件的现场制作。(二)学生的实验参与度较低，不能有效提高教学实验效果。(三)只能开展验证性实验，对学生实践操作能力的培养具有一定的局限性。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提出了一种环形电磁材料样件的制备装置及方法，本发明采用内杆旋动方法使制作装置和实验样件内壁分离，采用上顶式内座整体上移的方法使制作装置与实验样件外壁分离，进而使实验样件易于与制作装置分离，且保持实验样件与制作装置分离后的完整性。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种环形电磁材料样件的制备装置，包括底座、內座、内杆、填充筒和压盖，其中，所述底座、內座和填充筒均具有一通孔，内杆活动连接于底座的通孔内，并具有一突出部分，所述內座套装于内杆的突出部分上，下端固定在底座的通孔内，所述内杆相对于內座仍具有一附加高度，所述填充筒套装于內座和内杆外部，填充筒的通孔内沿与内杆和內座的外沿均具有一空隙，将所述电磁材料填充至填充筒内，通过压盖向下压实填充的电磁材料，形成环形样件。所述底座的中心位置设有一通孔，所述通孔为上端半径大于下端半径的阶梯状结构，且下端通孔内沿设置有螺纹。所述内杆的上下端均为圆柱型，且上端圆柱半径小于下端圆柱半径，下端的圆柱外沿设置有螺纹，与底座通孔的螺纹相适配。所述內座呈凸字形圆柱结构，且上端圆柱半径小于下端圆柱半径，內座中心位置具有一通孔。所述內座的下端圆柱半径大小与底座通孔的上端半径大小相适配。所述底座的高度大于内杆下端圆柱的高度。所述填充筒的中心位置设有一通孔，所述通孔为上端半径小于下端半径的阶梯状结构，所述通孔与內座外侧相配合。所述填充筒的通孔下端半径大小与內座的下端圆柱半径大小相配合。所述填充筒的通孔上端半径大于内杆的突出部分的半径。所述电磁材料填充于内杆外、內座上和填充筒内，通过压盖进行压实，所述压盖为倒凸字形结构，具有一通孔，且所述通孔与内杆突出部分的外径相配合，所述压盖的下端与填充筒的通孔内沿相配合。一种环形电磁材料样件的制备方法，包括：内杆通过底座的底部向上穿过，并旋拧，直至内杆底部与底座的底部平齐，内座从上往下套在内杆外，并放置在底座上，将填充筒穿过内杆套在内座，并放置在底座上，将按比例配置好的材料填充在材料填充筒中，通过压盖用力向下压实；将内杆、底座、內座和填充筒依次分离，得到压制好的电磁材料样件。本发明的有益效果为：(1)本发明在教学实验过程中可便捷地制作实验样件，使学生参与从实验样件制作到测试操作的教学实验全过程，提高学生对实验课程的兴趣，提升教学实验效果，进而提高学生的实践操作能力和工程应用能力；(2)制作工艺简单，成本投入少，且易于学习。附图说明图1(a)为本发明的底座结构示意图；图1(b)为本发明的底座上视图；图2(a)为本发明的內座结构示意图；图2(b)为本发明的內座上视图；图3为本发明的内杆结构示意图；图4(a)为本发明的填充筒结构示意图；图4(b)为本发明的填充筒结构上视图；图5(a)为本发明的压盖结构示意图；图5(b)为本发明的压盖结构上视图；图6为本发明的底座和内杆连接示意图；图7为本发明的底座、內座和内杆连接示意图；图8为本发明的底座、填充筒、內座和内杆连接示意图；图9为本发明的填充电磁材料示意图；图10为本发明的压制填充材料示意图；图11为本发明的压制结束示意图；图12为本发明的分离内杆示意图；图13为本发明的分离底座示意图；图14为本发明的得到填充材料示意图；图15(a)为本发明的试验样件示意图；图15(b)为本发明的试验样件上视图。其中，1、底座，2、內座，3、内杆，4、填充筒，5、压盖。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。本发明装置涉及电磁材料教学实验样件制作装置的设计，包括组成电磁材料教学实验样件制作装置的固定底座、上顶式内座、旋拧式内杆、材料填充筒、压盖的设计；涉及电磁材料教学实验样件内、外壁与制作装置分离方法的设计以及电磁材料教学实验样件制作方法的设计。电磁材料教学实验样件制作装置设计的实现方法是分别设计固定底座、上顶式内座、旋拧式内杆、材料填充筒和压盖，并设计它们之间的配合关系和电磁材料教学实验样件的制作和分离方法。电磁材料教学实验样件制作装置的固定底座设计的实现方法是设计一个通过螺纹与旋拧式内杆连接、用于承载制作装置中上顶式内座固定、材料填充筒等部件的底座结构件，也是整个制作装置的底座。电磁材料教学实验样件制作装置的上顶式内座设计的实现方法是设计一个实验样件制作过程中用于限位装置、实验样件分离过程中分离外壁的上顶式内座结构件。电磁材料教学实验样件制作装置的旋拧式内杆设计的实现方法是设计一个带有螺纹、通过螺纹与底座连接，用于串联底座、上顶式内座、材料填充筒和压盖的旋拧式内杆结构件。电磁材料教学实验样件制作装置的材料填充筒设计的实现方法是设计一个套在上顶式内座上、用于填充制作实验样件材料的填充筒结构件。电磁材料教学实验样件制作装置的压盖设计的实现方法是设计一个套在旋拧式内杆上，通过外力向下对材料填充筒中的材料进行压制的压盖结构件。电磁材料教学实验样件内壁与制作装置的分离方法的实现是采用逆时针拧动旋拧式内杆的方法，实现制作的电磁材料教学实验样件内壁与制作装置的分离。电磁材料教学实验样件外壁与制作装置的分离方法的实现是向上推动上顶式内座，使制作的教学实验样件整体上移的方法，实现制作的电磁材料教学实验样件外壁与制作装置的分离。具体的，本发明的实现涉及电磁材料教学实验样件制作装置的固定底座如图1(a)、图1(b)所示，是一种中心呈圆柱形中空、中空部分经直角台阶分成两部分、上部分直径大、下部分直径小且带有螺纹、外形呈六边形或其它形状的底座。本发明的实现涉及电磁材料教学实验样件制作装置的上顶式内座如图2(a)、图2(b)所示，是一种中心呈圆柱形中空、外部经直角台阶分成两部分、上部分直径小、下部分直径大的圆柱体组合内座。本发明的实现涉及电磁材料教学实验样件制作装置的旋拧式内杆如图3所示，是一种经直角台阶分成两部分、上部分直径小、下部分直径大且带有螺纹、底部有一字螺丝刀开口的组合圆柱体内杆。本发明的实现涉及电磁材料教学实验样件制作装置的材料填充筒如图4(a)、图4(b)所示，是一种中心呈圆柱形中空、中空部分经直角台阶分成两部分、上部分直径小、下部分直径大的组合圆柱体填充筒。本发明的实现涉及电磁材料教学实验样件制作装置的压盖如图5(a)、图5(b)所示，是一种中心呈圆柱形中空、外部经直角台阶分成两部分、下部分直径小呈圆柱形、上部分直径大、外形呈正六边形或其它形状的压盖。具体实现分为电磁材料教学实验样件压制和分离两大部分。电磁材料教学实验样件压制原理：首先用图3所示的旋拧式内杆(3)通过图1底座(1)的底部向上穿过，并用一字螺丝批按顺时针方向旋拧，直至旋拧式内杆(3)底部与底座(1)的底部平齐，如图6所示；然后将图2(a)、图2(b)所示的上顶式内座(2)从上往下套在旋拧式内杆(3)，并放置在底座(1)上，如图7所示；接着将如图4(a)、图4(b)所示的材料填充筒(4)穿过旋拧式内杆(3)套在上顶式内座(2)，并放置在底座(1)上，如图8所示；将按比例配置好的材料填充在材料填充筒(4)中，如图9所示；再接着将如图5(a)、图5(b)所示的压盖(5)穿过旋拧式内杆(3)套进材料填充筒(4)中，并通过压盖用力向下压实，如图10。电磁材料教学实验样件分离原理为：按压制原理压制电磁材料教学实验样件后，首先取下如图5(a)、图5(b)所示的压盖(5)，如图11所示；然后用一字螺丝批按逆时针方向旋拧内杆(3)，螺纹部分拧出后取下旋拧式内杆(3)，实现制作的电磁材料教学实验样件内壁与旋拧式内杆的分离，如图12所示；接着去掉底座(1)，如图13所示；再接着通过上顶式内座(2)往上顶出制作的电磁材料教学实验样件，实现样件与材料填充筒内壁的分离，如图14所示；最后取下压制好的电磁材料教学实验样件，从而实现了如图15(a)、图15(b)所示的电磁材料教学实验样件的制作。进一步的，所述电磁材料的配比、选用均为现有技术，且根据具体实验的不同而改变，属于本领域技术人员的公知技术，在此不再做过多解释与限制。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。