[發明專利]一種振蕩熱管節塊砂輪及其制作方法

有效

• 申請號: 201610294681.6
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105773456B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 傅玉燦;沈厚法;陳佳佳
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24D5/06
• 分類號: B24D5/06;B24D5/10;B24D18/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明涉及砂輪結構，尤其涉及一種振蕩熱管節塊砂輪及其制作方法。

背景技術

在難加工材料的高效磨削過程中，產生的大部分熱量積聚在磨削弧區中，造成磨削弧區的溫度積聚升高，就會導致加工工件表面的燒傷、氧化、產生殘余應力和微裂紋等熱損傷以及砂輪的堵塞和磨粒鈍化。傳統的冷卻方法是將大量的冷卻液引入磨削弧區進行冷卻，但是由于冷卻液的成膜沸騰，冷卻液的冷卻效果較差，而且冷卻液的大量使用會污染環境。因此如何綠色、有效的強化弧區散熱成為難加工材料磨削加工中亟待解決的問題。

目前已有人提出將熱管技術運用到砂輪中，利用熱管的高導熱性來強化弧區散熱，但是普通的熱管砂輪加工，加工成本很高，制作周期長，且在實際磨削過程中存在穩定性差的問題；而且一旦普通熱管砂輪的磨削部位磨鈍，熱管砂輪便整體報廢，勢必造成資源的嚴重浪費，這有悖于當今機械加工綠色、低能耗的發展理念。

發明內容

本發明的目的在于提供一種振蕩熱管節塊砂輪及其制作方法，以降低生產成本并且提高換熱效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種振蕩熱管節塊砂輪，包括砂輪基體以及連接在所述砂輪基體上的預設數量的振蕩熱管節塊，所述振蕩熱管節塊包括焊接在一起的上端蓋、振蕩熱管基體以及下端蓋，所述振蕩熱管基體位于所述上端蓋和所述下端蓋之間；其中，所述下端蓋的表面上設置有用于磨削工件的磨粒，所述上端蓋中沿垂直于所述砂輪基體表面的方向貫穿有兩個螺紋孔，所述螺紋孔中設置有緊固螺釘，使得所述振蕩熱管節塊固定于所述砂輪基體上；在所述振蕩熱管基體內設置有垂直于所述振蕩熱管基體的上下端面的多個連通孔，以形成振蕩熱管管腔，所述振蕩熱管基體的上下端面分別與所述上端蓋和所述下端蓋相焊接，在所述振蕩熱管基體的上下端面上設置有半圓形連通槽，所述半圓形連通槽與所述連通孔組成連通的回路，在所述振蕩熱管管腔內填充有預設工質；在所述振蕩熱管基體內設置有與所述振蕩熱管管腔相導通的抽氣孔，在所述抽氣孔的外側設置有堵頭孔，所述堵頭孔內設置有堵頭。

進一步地，所述預設數量的振蕩熱管節塊呈圓周狀等間隔地連接于所述砂輪基體上。

進一步地，在所述堵頭上還裝有端面密封圈和徑向密封圈。

進一步地，在所述振蕩熱管節塊砂輪旋轉時，所述連通孔內填充有由液塞和汽泡相間形成的汽液塞狀流。

進一步地，所述連通孔的直徑以及所述半圓形連通槽的寬度均為0.1mm。

本發明還提供一種振蕩熱管節塊砂輪的制作方法，所述方法包括：預先制作所述砂輪基體、所述上端蓋、所述振蕩熱管基體以及所述下端蓋；在所述振蕩熱管基體內開設垂直于所述振蕩熱管基體的上下端面的多個連通孔，以形成振蕩熱管管腔，在所述振蕩熱管基體的上下端面上開設多個半圓形連通槽，以使得所述半圓形連通槽與所述連通孔組成連通的回路；將所述上端蓋用夾具夾持固定于所述振蕩熱管基體的上端面，將所述下端蓋用夾具夾持固定于所述振蕩熱管基體的下端面；向所述堵頭孔內填充氬氣，以使得所述振蕩熱管管腔內充滿氬氣；將所述上端蓋焊接于所述振蕩熱管基體的上端面上并將所述下端蓋焊接于所述振蕩熱管基體的下端面上；在所述堵頭孔內裝上所述堵頭，并將所述振蕩熱管節塊裝配于所述砂輪基體上；在所述下端蓋的表面上設置用于磨削工件的磨粒；將所述堵頭旋出預設數量的螺距，使所述振蕩熱管管腔通過所述抽氣孔與外界連通；利用抽真空裝置通過所述堵頭孔從所述振蕩熱管管腔內抽真空，當所述振蕩熱管管腔內的真空度低于預設氣壓值時，停止抽氣；利用注液裝置通過所述堵頭孔向所述振蕩熱管管腔內注入工質，注入結束之后將所述堵頭旋到底，以使得所述振蕩熱管管腔與外界隔絕；將所述振蕩熱管節塊通過所述緊固螺釘連接到所述砂輪基體上。

進一步地，通過下述公式確定所述連通孔的直徑：

其中，d為所述連通孔的直徑，σ為所受工質的表面張力，a為所述工質的離心加速度，ρ_l為所述工質的液相密度，ρ_g為所述工質的氣相密度。

進一步地，在所述堵頭孔內裝上所述堵頭之后，所述方法還包括：在所述堵頭上安裝端面密封圈和徑向密封圈。

進一步地，將所述上端蓋焊接于所述振蕩熱管基體的上端面上并將所述下端蓋焊接于所述振蕩熱管基體的下端面上具體包括：在所述上端蓋和所述上端面之間以及所述下端蓋和所述下端面之間先進行點焊，以固定所述上端蓋和所述上端面的位置以及所述下端蓋和所述下端面的位置；在固定位置之后，通過激光焊的方式對所述上端蓋和所述上端面之間以及所述下端蓋和所述下端面之間進行整圈焊接。