[發明專利]一種激光智能制冷砂輪

在審

• 申請號: 202010463281.X
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111531480A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 張貝;高作斌;張彥斌;宋磊;何社陽;尤瓊雯;胡常輝;赫青山;牟娟
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B24D5/10
• 分類號: B24D5/10;F25B23/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

本發明提供一種激光智能制冷砂輪，包括砂輪本體和激光發生器，該砂輪本體包括砂輪基體和均勻覆蓋在砂輪基體側壁上的磨粒層，所述砂輪基體的外緣內側開設有制冷腔，制冷腔的其中一端貫穿砂輪基體的端面，且該砂輪基體在制冷腔的外側設置有用于泵浦激光射入制冷腔的透射蓋板，制冷腔的內部在遠離透射蓋板的一側設置有組合反射鏡，組合反射鏡與透射蓋板之間設置有所述的激光制冷元件，激光制冷元件的頂部設置有用于對激光制冷元件進行緊固的彈性樹脂透射夾，泵浦激光從透射蓋板入射到制冷腔后，經透射蓋板和組合反射鏡的多次反射，在激光制冷元件上反復進行激光照射，從而使激光制冷元件產生更多的熒光以進行制冷，提高了本發明的整體制冷效率。

技術領域

本發明屬于高速高效磨削設備技術領域，具體涉及一種激光智能制冷砂輪。

背景技術

高速高效磨削是一種高效率高精密的加工方法，可以改善難加工材料的加工效率和加工質量，然而這種先進的磨削工藝卻不可避免的容易出現加工工件的高溫現象，容易燒傷加工工件，目前的冷卻工藝主要是在冷卻介質上進行的改進，比如噴射液氮或低溫空氣，或者微量潤滑液以及高壓水射流等等，冷卻工藝復雜，經研究發現，對砂輪本體進行結構的改進也能夠實現冷卻的作用，還可以簡化現有高效磨削的冷卻工藝。

隨著激光制冷技術的發展，激光制冷技術應用于砂輪本體的設計改進也是必然，這樣改進的砂輪制冷技術將會具有無噪聲、清潔、體積小、結構緊湊、易維護等諸多優點，隨著激光制冷效率的日益提高，其發展潛力十分巨大。

發明內容

本發明的目的是提供一種激光智能制冷砂輪，本發明將激光制冷技術引入到砂輪本體的結構設計上，增強了砂輪自冷卻的能力，具有無噪聲、清潔、制冷元件體積小、結構簡單易維護等諸多優點。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種激光智能制冷砂輪，包括砂輪本體和用于發射泵浦激光的激光發生器，該砂輪本體包括砂輪基體和均勻覆蓋在砂輪基體側壁上的磨粒層，所述砂輪基體的外緣內側開設有用于放置激光制冷元件的制冷腔，制冷腔的其中一端貫穿砂輪基體的端面，且該砂輪基體在制冷腔的外側設置有用于泵浦激光射入制冷腔的透射蓋板，制冷腔的內部在遠離透射蓋板的一側設置有組合反射鏡，組合反射鏡與透射蓋板之間設置有所述的激光制冷元件，激光制冷元件的頂部設置有用于對激光制冷元件進行緊固的彈性樹脂透射夾，所述激光發生器的發射端正對激光制冷元件，激光制冷元件受到泵浦激光激發時，產生波長較短并用于帶走熱量的熒光，從而使激光制冷元件和砂輪本體的溫度降低，實現制冷。

進一步的，所述組合反射鏡的頂部一側向彈性樹脂透射夾延伸并形成用于反射制冷腔底部內側產生的紅外輻射的斜面，該斜面將制冷腔底部內側產生的紅外輻射經彈性樹脂透射夾傳輸至設置在砂輪基體外側的紅外溫度傳感器。

進一步的，所述紅外溫度傳感器與激光發生器均連接至計算機控制系統。

進一步的，所述紅外溫度傳感器與砂輪基體之間還傾斜設置有紅外反射鏡，該紅外反射鏡將從彈性樹脂透射夾射出的紅外輻射反射至紅外溫度傳感器。

進一步的，所述的紅外反射鏡和斜面兩者與水平方向之間的夾角均為45°。

進一步的，所述彈性樹脂透射夾整體呈水平放置的U型結構，該U型結構的兩端分別與組合反射鏡和透射蓋板抵接。

進一步的，所述激光制冷元件采用銩離子摻雜的氟化釔鋰晶體或Er3+摻雜的ZBLAN氟化物玻璃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明將激光制冷技術引入到砂輪本體的結構設計上，增強了砂輪自冷卻的能力，具有無噪聲、清潔、制冷元件體積小、結構簡單易維護等諸多優點；