[發(fā)明專利]一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210136661.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN102626903A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)熠;王志望;劉戰(zhàn)強(qiáng);黃傳真;孫樹峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B55/02
• 分類號(hào): B24B55/02;F28D15/04
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的加工技術(shù)中，會(huì)涉及到車、磨、刨、銑等加工手段，特別是在磨削薄壁工件時(shí)，大量的磨削熱使得磨削區(qū)溫度升高，直接影響刀具的磨損和工件的加工精度及表面質(zhì)量。磨削時(shí)，熱量流入工件的較多。磨削熱的產(chǎn)生不可避免，磨削過程中如何加速磨削熱消散避免磨削區(qū)域過熱，是保證工件加工質(zhì)量和刀具工作壽命的重要問題。

在傳統(tǒng)磨削加工中一般使用磨削液降低磨削溫度，通過減小刀具與切屑、刀具與加工表面的摩擦，實(shí)現(xiàn)減小刀具磨損、提高表面加工質(zhì)量的目的。常采用方法有：澆注法、高壓冷卻法、噴霧冷卻法。澆注大量磨削液的方法來帶走大部分磨削熱，降低磨削區(qū)域溫度，并能幫助排屑，起到延長(zhǎng)刀具壽命及提高工件表面質(zhì)量的作用。然而，使用時(shí)需要保證磨削液流量充足，因此需要對(duì)加工系統(tǒng)中的磨削液進(jìn)行補(bǔ)償、調(diào)度以及處理，為此增加成本費(fèi)用；由于磨削液中往往含有碳?xì)浠衔锖土?、磷、氯等化學(xué)成分，其使用和排放會(huì)對(duì)操作人員和環(huán)境造成空氣、水體和土壤污染；采用高壓冷卻法的冷卻、潤(rùn)滑和清洗效果均較好，但磨削液飛濺嚴(yán)重，需加防護(hù)罩；采用噴霧冷卻法雖適用于難加工材料，但需要專門裝置，存在噪音較大的不足。

此外，技術(shù)人員考慮較多的是如何利用磨削液完成對(duì)工件的冷卻以避免其變形，而往往會(huì)忽略由于加工中產(chǎn)生的過于集中的熱量會(huì)傳導(dǎo)到工裝設(shè)備上，使工裝設(shè)備發(fā)生熱變形造成待加工工件力學(xué)性能和尺寸精度受到影響，影響工件的加工質(zhì)量和精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)成本過高、污染環(huán)境和需輔助裝置等缺點(diǎn)，采用技術(shù)手段達(dá)到降低磨削用電永磁吸盤和工件的溫度及受熱膨脹、提高工件的加工精度及表面質(zhì)量，因此，提供一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤及方法，它具有技術(shù)成本低、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤，它包括磨削用電永磁吸盤、至少一根熱管以及與熱管連接的散熱裝置，所述熱管包括管殼、毛細(xì)吸液芯以及起傳遞熱能的工作介質(zhì)，所述管殼包括沿?zé)峁茌S向依次連通的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段；所述熱管的蒸發(fā)段鑲嵌在磨削用電永磁吸盤內(nèi)部靠近工件的部分，所述蒸發(fā)段與磨削用電永磁吸盤鑲嵌間隙處設(shè)有導(dǎo)熱硅膠；所述熱管絕熱段通過固定輔助裝置與磨削用電永磁吸盤固定連接，所述冷凝段設(shè)置在磨削用電永磁吸盤的外側(cè)并與散熱裝置連接。

所述熱管的形狀為標(biāo)準(zhǔn)圓形，管徑為8mm。

所述熱管以工件為中心對(duì)稱放置。

所述熱管的個(gè)數(shù)為10支，以工件為中心每側(cè)各5支呈單排分列。

所述散熱裝置是與熱管冷凝段連接的散熱片。

所述散熱片與熱管冷凝段一一配合，分列在磨削用電永磁吸盤的外側(cè)。

所述固定輔助裝置為絕熱段與磨削用電永磁吸盤之間連接的至少一個(gè)固定卡，所述絕熱段通過固定卡與磨削用電永磁吸盤連接并留有間距。

一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤的方法，采用在磨削用電永磁吸盤中安裝熱管，利用熱管的熱傳導(dǎo)能力，將磨削過程中集中在工件磨削區(qū)域的熱量消散出去，實(shí)現(xiàn)降低磨削用電永磁吸盤和工件溫度和避免磨削用電永磁吸盤和工件受熱膨脹、提高工件的加工精度及表面質(zhì)量的效果，同時(shí)也減小磨削用電永磁吸盤熱變形對(duì)工件力學(xué)性能和尺寸精度的影響。

本發(fā)明的工作原理

一種加速薄壁工件磨削加工傳熱的熱管吸盤及方法，該熱管吸盤包括磨削用電永磁吸盤、熱管和與之連接的散熱器以及輔助裝置，沿?zé)峁茌S向分為依次連通的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段；熱管的蒸發(fā)段鑲嵌在吸盤靠近工件的部分，工件通常為以磨削用電永磁吸盤中心為對(duì)稱點(diǎn)，依靠電磁力被固定在磨削用電永磁吸盤的中心部位。并將熱管與磨削用電永磁吸盤緊密結(jié)合，熱管的絕熱段與吸盤設(shè)有間隔，熱管的冷凝段設(shè)置在吸盤的外部。工件因切削加工產(chǎn)生的熱量通過吸盤和熱管管壁及充滿工作介質(zhì)的吸液芯傳遞到蒸發(fā)段，當(dāng)熱管的蒸發(fā)段受熱時(shí)工作介質(zhì)蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向冷凝段，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不己，熱量由熱管的蒸發(fā)段傳至冷凝段散發(fā)，這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開來。這種裝置可有效降低吸盤靠近磨削工件處的溫度，從而減小吸盤熱變形對(duì)工件力學(xué)性能和尺寸精度的影響。

本發(fā)明有益效果