[發明專利]力流變拋光液溫度調控系統及方法

在審

• 申請號: 202011469499.2
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112629124A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 呂冰海;袁巨龍;段世祥;柯明峰;張濤;呂迅
• 申請（專利權）人: 新昌浙江工業大學科學技術研究院;杭州智谷精工有限公司
• 主分類號: F25D17/02
• 分類號: F25D17/02;F25D29/00;B24B55/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本申請的力流變拋光液溫度調控系統，包括拋光槽，拋光槽至少包括槽底和槽外圈；槽底的內部呈中空狀形成A流體腔，槽外圈的內部呈中空狀形成B流體腔；A循環水出口和B循環水出口經管路與循環調溫裝置的入口連通，對應的，A循環水進口和B循環水進口經管路與循環調溫裝置的出口連通，從而形成循環回路；循環回路中具有液體熱交換介質，循環調溫裝置可使循環回路中的液體熱交換介質循環流動并在流經循環調溫裝置時與外部熱交換介質進行熱交換。該系統可以在拋光過程中對拋光槽中拋光液的溫度進行調控，使拋光液的溫度維持在符合工藝要求的范圍內。對應的，本申請也提供了一種力流變拋光液溫度調控方法。

技術領域

本申請涉及力流變拋光技術，具體涉及在力流變拋光加工時可以實現控制拋光液溫度的力流變拋光液溫度調控系統及方法。

背景技術

拋光一直都是超精密加工領域中用以達到工件表面光滑、具有良好完整性甚至無損傷的重要技術手段。力流變拋光是一種適合復雜曲面拋光加工的超精密加工技術。采用力流變拋光加工時，力流變拋光液(非牛頓流體)與工件接觸部分因受到剪切力而發生剪切增稠效應，接觸區域的拋光液粘度增大，對磨粒的把持力增加，拋光液中具有拋光作用的磨粒對工件表面產生為切削作用或是化學機械作用以實現工件表面材料的去除，從而實現對工件表面的拋光。

然而，力流變拋光過程中，隨著拋光加工的持續進行，拋光液與工件相對運動使得拋光液溫度會逐漸上升，隨著拋光液溫度的上升拋光液的剪切增稠性能會隨之下降，使得拋光的效率變低，效果變差。目前對于拋光液溫度上升的問題沒有很好的降溫技術，大都是通過調整單次拋光時間使拋光液溫度不會上升至影響剪切增稠性能的溫度。此外，在利用力流變拋光技術進行化學機械拋光加工時，拋光液需要保持在特定的溫度范圍內，才能發揮較好的化學活性，獲得較好的效率，但是，目前并沒有合適的技術可以實現對拋光過程中的拋光液溫度進行控制。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本申請提供了一種力流變拋光液溫度調控系統，該系統可以在拋光過程中對拋光槽中拋光液的溫度進行調控，使拋光液的溫度保持在符合工藝要求的范圍內。對應的，本申請也提供了一種力流變拋光液溫度調控方法。

對于調控系統，本申請提供如下技術方案：

力流變拋光液溫度調控系統，包括拋光槽，所述拋光槽至少包括槽底和槽外圈；所述槽底的內部呈中空狀形成A流體腔，所述A流體腔中設有A分隔條，所述A分隔條的兩側分別設有與外部連通的A循環水進口和A循環水出口；所述槽外圈的內部呈中空狀形成B流體腔，所述B流體腔中設有B分隔條，所述B分隔條的兩側分別設有與外部連通的B循環水進口和B循環水出口；所述A循環水出口和B循環水出口經管路與循環調溫裝置的入口連通，對應的，所述A循環水進口和B循環水進口經管路與循環調溫裝置的出口連通，從而形成循環回路；所述循環回路中具有液體熱交換介質，所述循環調溫裝置可使循環回路中的液體熱交換介質循環流動并在流經循環調溫裝置時與外部熱交換介質進行熱交換。

由此，拋光時，液體熱交換介質可以在循環調溫裝置的作用下循環流動，并在流經循環調溫裝置時通過與外部熱交換介質進行熱交換是使液體熱交換介質的溫度維持在一定范圍內，當拋光槽中的拋光液與拋光槽內部的液體熱交換介質存在溫差時，拋光液與液體熱交換介質進行熱交換，使拋光液的溫度維持在工藝要求范圍內。

作為優化，前述的力流變拋光液溫度調控系統中，所述A流體腔內沿周向對應設有一組A外引流條和一組A內引流條；所述的A外引流條的外端與A流體腔的外側壁相抵，內端與A流體腔的內側壁之間留有間隙；所述的A內引流條的內端與A流體腔的內側壁相抵，外端與A流體腔的外側壁之間留有間隙；所述A外引流條和所述A內引流條交替設置，形成A蛇形流道。由此，液體熱交換介質在A流體腔沿著A外引流條和A內引流條隔成的A蛇形流道流動，流動路徑長，熱交換效率高。