[發(fā)明專利]一種整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010180296.5
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111283561B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 錢寧;傅玉燦;姜帆;徐九華;趙正彩
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24D5/10
• 分類號: B24D5/10;B24D18/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

本發(fā)明公開了一種整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪及方法，砂輪本體的內部加工有若干個沿軸向布置的振蕩熱管流道，振蕩熱管流道之間通過連通流道依次首尾相接形成閉合的蛇形振蕩熱管結構。砂輪本體下端設置有堵頭腔，振蕩熱管結構通過注液槽與一注液孔連通，注液孔開設于堵頭腔的腔底部，一堵頭能插入堵頭腔中，將注液孔密封，振蕩熱管結構中抽真空并注入有未充滿振蕩熱管流道的冷卻工質，使得振蕩熱管流道下部填充冷卻工質而上部為空腔，砂輪本體上部外周面加工出散熱翅片。本發(fā)明具有能穩(wěn)定持續(xù)地將磨削弧區(qū)中的磨削熱有效迅速地疏導出，強化磨削弧區(qū)換熱，降低磨削溫度，提高磨削質量的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明屬于磨削加工的技術領域，具體涉及一種整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪及其制作方法。

背景技術

磨削加工，特別是高效磨削過程中，會產生大量熱量，因為只有少量冷卻液會進入磨削區(qū)域，因此很少一部分磨削熱量會被冷卻液和磨屑帶出，而大部分熱量仍積聚在磨削弧區(qū)中，造成磨削弧區(qū)的溫度升高，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。因此有必要對磨削弧區(qū)進行強化換熱，將磨削熱即使疏導出。

振蕩熱管一種新型熱管，可由毛細管呈蛇形彎折而成，結構簡單且無需吸液芯。振蕩熱管與傳統(tǒng)熱管一樣，在傳熱的過程中，分為三個部分，熱量輸入的蒸發(fā)段，絕熱段，熱量輸出的冷凝段。而結構是由單通道折彎成蛇形多回路循環(huán)通道。又由于振蕩熱管使用毛細管作為通道，工質在通道中會構成了氣泡-液塞隨機分布的彈狀流。當蒸發(fā)段輸入熱量時，局部工質蒸發(fā)形成冷熱端的溫度差和壓力差，從而驅動氣泡和液塞微觀局部振蕩和宏觀單向循環(huán)流動。振蕩熱管具有體積小、結構簡單、成本低；傳熱性能好；適應性好等優(yōu)點。具有強化疏導磨削區(qū)熱量的巨大潛力。

從目前公開關于的振蕩熱管砂輪的資料來看，都是組合式（節(jié)塊式）振蕩熱管砂輪。其加工工藝性復雜，制備過程繁瑣，加工穩(wěn)定性較差，加工質量差。需要一種新形式的振蕩熱管砂輪。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有磨削加工中磨削弧區(qū)換熱能力的不足和組合式振蕩熱管砂輪的問題，本發(fā)明提供一種整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪及其制備方法，利用該整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪能夠穩(wěn)定持續(xù)地將磨削弧區(qū)中的磨削熱有效迅速地疏導出，強化磨削弧區(qū)換熱，降低磨削溫度，提高磨削質量。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種整體式軸向旋轉振蕩熱管砂輪，包括砂輪本體，砂輪本體的上端設置有用于與刀桿連接的刀桿槽，下端的外周面上設置有用于加工物料的磨料層，其中：砂輪本體的內部在靠近外周面的位置處加工有若干個軸向的振蕩熱管流道，振蕩熱管流道之間通過連通流道依次首尾相接形成閉合的蛇形振蕩熱管結構，砂輪本體下端設置有堵頭腔，振蕩熱管結構通過注液槽與一注液孔連通，注液孔開設于堵頭腔的腔底部，一堵頭能插入堵頭腔中，將注液孔密封，振蕩熱管結構中抽真空并注入有未充滿振蕩熱管流道的冷卻工質，使得振蕩熱管流道下部填充冷卻工質而上部為空腔，砂輪本體上部外周面固定安裝有散熱翅片，散熱翅片與振蕩熱管流道上部熱傳導連接。

為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的振蕩熱管流道上端貫穿砂輪本體上表面，下端貫穿砂輪本體上表面，砂輪本體在振蕩熱管流道的上端和下端設置有流道槽，流道槽連接在相鄰兩個振蕩熱管流道，兩個環(huán)形壓板分別密封蓋合在砂輪本體的上表面和下表面的流道槽上，將流道槽變?yōu)檫B通流道。

上述的堵頭的上端設置有上堵頭環(huán)形槽，上堵頭環(huán)形槽中放入有上堵頭密封圈，堵頭的上端側面開設有堵頭通孔，堵頭通孔下端開口于堵頭下端，堵頭中部側壁開設有下堵頭環(huán)形槽，下堵頭環(huán)形槽中放入有下堵頭密封圈，堵頭的下端外表面設置有堵頭螺紋，堵頭腔內設置有螺紋，堵頭能旋入堵頭腔中，且堵頭前端未抵觸至堵頭腔腔底時，注液孔與堵頭通孔連通，堵頭前端抵觸至堵頭腔腔底時，上堵頭密封圈密封在注液孔與堵頭通孔之間將二者密封隔離，下堵頭環(huán)形槽使堵頭側壁與堵頭腔密封配合。