磁流变抛光永磁式励磁单元体、励磁装置及其抛光机构

1.本实用新型涉及励磁设备领域，尤其涉及磁流变抛光永磁式励磁单元体、励磁装置及其抛光机构。


背景技术：

2.本实用新型背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.磁流变抛光技术作为最近几十年兴起的光学加工技术，在加工过程中较之传统技术有诸多优点，被光学加工领域广泛关注。由于励磁装置是磁流变抛光设备的核心部件，其能否产生稳定均匀的高梯度磁场，是决定磁流变抛光成功的关键因素。
4.在现有技术中，磁流变抛光设备的励磁装置多为电磁式，是通过电线圈来产生磁场并通过铁芯来传递。虽然电磁式励磁装置产生的磁场可控，但是因为线圈的原因，体积较大，且容易发热，为此配置的冷却系统较为复杂。同时由于线圈发热还引起了磁场产生衰减现象，大大影响了抛光效果。


技术实现要素：

5.本实用新型提供磁流变抛光永磁式励磁单元体、励磁装置及其抛光机构，该技术方案不仅能够提供稳定均匀的梯度磁场，而且体积小易于安装，无发热现象故无需冷却系统，大大节省了空间的同时提高了抛光效果。采用扇形永磁体能够使永磁体外周面各处距离抛光轮表面的距离相同，在抛光轮表面的磁场强度均匀稳定。为实现上述目的，本实用新型提供如下所述的技术方案。
6.首先，公开一种磁流变抛光永磁式励磁单元体，包括磁轭、永磁体、所述磁轭为扇形块，其具有扇形内腔。所述永磁体为与扇形内腔形状相同的扇形块体，该永磁体位于所述扇形内腔中。
7.进一步地，所述磁轭为扇形的扁状管体，其至少有一个管口为开口状，以便装卸所述永磁体。
8.进一步地，所述永磁体与磁轭的弧形外周面的内表面之间具有空隙，以便于将安装在扇形内腔中的永磁体倒出。
9.进一步地，沿所述扇形内腔的厚度方向至少并列分布有两块永磁体，相邻的永磁体之间通过扇形的所述隔磁板隔开。
10.进一步地，所述磁轭的弧形外周面具有沿着其周向分布的开口，所述隔磁板通过该开口插入在相邻的两块永磁体之间。
11.进一步地，所述隔磁板的外端与开口之间过盈装配，从而使隔磁板卡紧在开口中。
12.其次，公开一种磁流变抛光永磁式励磁装置，其包括由若干块所述励磁单元体拼接形成的中间具有通孔的环形体，即所述励磁装置，其中，所述励磁单元体的磁轭具有一段
弧形内周面，以便于形成所述通孔。
13.再次，公开一种磁流变抛光永磁式抛光机构，包括固定轴、抛光轮、带轮、轴承、轴套、所述磁流变抛光永磁式励磁单元体。其中：所述抛光轮的带轮通过上述轴承转动连接在固定轴上；所述抛光轮具有中空的环形内腔，若干块所述励磁单元体依次排列设置在所述环形内腔中，相邻的励磁单元体连接形成的中间具有通孔的环形体/励磁装置，且所述通孔与固定轴外壁之间所述轴套固定连接，所述轴套套在固定轴上且两者固定连接。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型的磁流变抛光永磁式励磁单元体将永磁体固定安装在磁轭中，相邻的永磁体之间由隔磁板隔开。这种结构单元具有构造简洁、体积小的特点。另外，由于所述永磁体为扇形结构，其外周面各点距离抛光轮表面的距离相同，在抛光轮表面的磁场均匀稳定，从而产生稳定均匀的高梯度磁场。
16.本实用新型的针对磁流变抛光的永磁式励磁单元在磁轭的外周面设置了与磁轭的扇形内腔连通的开口，所述永磁体的磁感线沿磁轭分布，由于开口的存在，磁感线在开口处漏磁，再加上隔磁板隔断开口处的磁感线，迫使磁感线成拱形分布，形成的抛光缎带更高更宽，有助于提高抛光效率。
17.本实用新型的永磁式励磁单元安装在中空抛光轮中，所述励磁单元不随中空抛光轮的转动而转动，从而在抛光时励磁单元始终正对被抛光工件，此处的磁流变抛光液始终能够形成抛光缎带，从而提高抛光效率。
附图说明
18.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
19.图1为下列实施例中磁轭的结构示意图。
20.图2为下列实施例中永磁式励磁单元体的结构示意图。
21.图3为下列实施例中另一种永磁式励磁单元体的结构示意图。
22.图4下列实施例中永磁式励磁单元体的磁感线分布示意图。
23.图5下列实施例中永磁式励磁装置的结构示意图。
24.图6为下列实施例中单磁体永磁式励磁单元体的仿真结果图。
25.图7为下列实施例中双磁体永磁式励磁单元体的仿真结果图。
26.上述图中标记分别代表：1-磁轭、101-外周面、102-内周面、2-永磁体、3-隔磁板、4-扇形内腔、5-空隙、6-开口、7-固定轴、8-抛光轮、9-带轮、10-轴承、11-轴套、12-励磁单元体。
具体实施方式
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在本实用新型中出现的“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定
的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。现结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型的磁流变抛光永磁式励磁装置进一步说明。
28.参考图1和图2，示例一种磁流变抛光永磁式励磁单元体，包括磁轭1和永磁体2。其中：所述磁轭1为扇形块，其具有扇形内腔4，具体地，所述磁轭1可以是为扇形的扁状管体，即该管体的扇形内腔4的2形状为四边形。所述磁轭1具有弧形外周面101和弧形内周面102。
29.该磁轭1至少有一个管口为开口状，以便装卸所述永磁体2。所述永磁体2为与扇形内腔4形状相同的扇形块体，即该永磁体2也具有弧形外周面和弧形内周面，且永磁体2的曲率中心与磁轭1的曲率中心相同。所述永磁体2位于所述扇形内腔4中，且所述永磁体2的弧形内周面与磁轭1弧形内周面102的内壁之间密封连接。可以看出，本实施例中的每个磁轭中只有一块永磁体2，即单磁体永磁式励磁单元体。所述磁轭为磁性材质制成，例如软铁、a3钢、软磁合金等材质中的任意一种。所述永磁体的材质包括钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铁氧体等中的任意一种。
30.本实施例将永磁体2固定安装在磁轭中，由于所述永磁体2为扇形结构，其外周面各点距离抛光轮表面的距离相同，在抛光轮表面的磁场均匀稳定，从而产生稳定均匀的高梯度磁场。另外，这种励磁单元体具有构造简洁、体积小的特点，而且由于不需要线圈来产生磁场，因此不会发生线圈带来的发热、大体积等问题。
31.参考图2，在一个更佳的实施例中，上述实施例的永磁式励磁单元体的磁轭1中，沿其扇形内腔4的厚度方向并列分布有两块永磁体2，相邻的永磁体2之间通过扇形的所述隔磁板3隔开。可以看出，本实施例中的每个磁轭1中有两块永磁体2，即双磁体永磁式励磁单元体。通过增加永磁体的数量能够产生多个抛光缎带，提高抛光效率。
32.参考图2，在一个更佳的实施例中，上述实施例的永磁式励磁单元体中，所述永磁体2与磁轭1的弧形外周面101的内表面之间具有空隙5，以便于将安装在扇形内腔4中的永磁体2倒出。
33.参考图2，在一个更佳的实施例中，上述实施例的永磁式励磁单元体中，所述磁轭1的弧形外周面具有沿着其周向分布的开口6，所述隔磁板3通过该开口6插入在相邻的两块永磁体2之间。所述开口6的直径可在3~5mm之间可选，如3mm、4mm、5mm等。所述隔磁板3的外端与开口6之间过盈装配，从而使隔磁板3卡紧在开口6中。所述隔磁板3由不导磁材料制成，可选地，该材料包括塑料、pvc、铝合金等中的任意一种。本实施例的永磁式励磁单元在磁轭1的外周面设置了与磁轭1的扇形内腔4连通的开口6，所述永磁体2的磁感线沿磁轭1分布，由于开口6的存在，磁感线在开口6处漏磁，再加上隔磁板3隔断开口6处的磁感线，迫使磁感线成拱形分布（参考图4中虚线），形成的抛光缎带更高更宽，有助于提高抛光效率。
34.在另一实施例中，示例一种磁流变抛光永磁式励磁装置，其包括由若干块上述实施例示例的励磁单元体拼接形成的中间具有通孔的环形体，即所述励磁装置。其中，各个所述励磁单元体的磁轭1的弧形内周面102依次拼接后形成所述通孔。
35.参考图5，示例一种磁流变抛光永磁式励磁抛光机构，其包括固定轴7、抛光轮8、带轮9、轴承10、轴套11、励磁单元体12。其中：所述抛光轮8的带轮9通过上述轴承10转动连接在固定轴7上。需要驱动抛光轮8时，将所述带轮9通过皮带等传动部件与电机上的主动轮连接，通过电机驱动所述带轮9，进而使抛光轮8沿着固定轴7转动。所述抛光轮8具有中空的环形内腔，若干块所述励磁单元体12依次排列设置在所述环形内腔中，相邻的励磁单元体12
（如焊接）连接形成的中间具有通孔的环形体/励磁装置，且所述通孔与固定轴7外壁之间所述轴套11固定连接，所述轴套11套在固定轴7上且两者固定连接。从而在抛光轮8转动时，所述励磁装置不随抛光轮8的转动而转动，在抛光时励磁单元始终正对被抛光工件，此处的磁流变抛光液始终能够形成抛光缎带，从而提高抛光效率。
36.分别以上述实施例示例的单磁体永磁式励磁单元体、双磁体永磁式励磁单元体组装而成的所述永磁式励磁装置为测试对象，以三维建模软件构建模型，以maxwell进行仿真磁场测试，其仿真结果分别如图6和图7所示。由图示结果可知，上述两种永磁式励磁装置均形成了有效的抛光缎带。
37.最后，需要说明的是，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型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实用新型的保护范围以内。