本發(fā)明屬于新型復(fù)合固結(jié)磨具，特別是涉及一種振蕩熱管冷卻砂輪及改善砂輪散熱的方法。

背景技術(shù)：

機(jī)械加工是機(jī)械生產(chǎn)中最重要的金屬成型方式,因此在制造技術(shù)研究中，降低成本并提高其切削效率、延長(zhǎng)使用壽命是受到長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn)。而在所有機(jī)加工過(guò)程中，又因不同形式的摩擦而產(chǎn)生的熱量在加工刀具或固結(jié)磨具上積聚而導(dǎo)致一系列的磨損以及加工質(zhì)量的下降。其中磨削加工由于加工時(shí)幾乎所有做功都轉(zhuǎn)化為熱能，并且由于被切削的金屬層很薄，依靠切屑難以帶走熱量，同時(shí)磨具本身的散熱性能相對(duì)金屬刀具較差，其中大部分熱量會(huì)積聚在磨削弧區(qū)域內(nèi)，造成弧區(qū)溫度的急劇升高。如果不能有效控制磨削弧區(qū)域內(nèi)的溫度，可能導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生熱損傷，如氧化、燒傷、產(chǎn)生殘余應(yīng)力和裂紋等，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響砂輪的壽命，因此改進(jìn)和創(chuàng)新砂輪的散熱技術(shù)是非常必要的。

在傳統(tǒng)的磨削加工中，往往使用切削液作為冷卻介質(zhì)以減少磨削弧處的熱量積聚。但切削液的使用帶來(lái)了各類環(huán)保和工作人員健康問(wèn)題，同時(shí)也增加了制造成本。近年來(lái)也出現(xiàn)了一些新的固結(jié)磨具冷卻技術(shù)，但在制造或效率上都有所不足，需要有新的技術(shù)的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種設(shè)置有振蕩熱管的新型砂輪，利用振蕩熱管高效的導(dǎo)熱能力，將磨削過(guò)程中積聚在磨削弧上的熱量傳導(dǎo)至冷凝段，以實(shí)現(xiàn)磨具損耗的降低并延使用壽命，同時(shí)提高工件的表面質(zhì)量。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種利用振蕩熱管改善砂輪散熱的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種振蕩熱管冷卻砂輪，包括砂輪本體(1)和振蕩熱管(2)，所述振蕩熱管(2)設(shè)于砂輪本體(1)內(nèi)部，所述振蕩熱管(2)與砂輪本體(1)的軸線方向垂直；

所述振蕩熱管(2)為兩個(gè)薄層環(huán)形鋼板上下對(duì)接而成，每個(gè)薄層環(huán)形鋼板設(shè)有直徑為1～3mm的熱管溝槽，且熱管溝槽均勻設(shè)置為30～50組回形彎頭，所述兩個(gè)薄層環(huán)形鋼板上下對(duì)接后形成有回形通道；

所述振蕩熱管(2)由外側(cè)至內(nèi)側(cè)依次分為吸熱段、絕熱段和冷凝段，所述吸熱段與砂輪本體(1)外周邊緊密接觸；

所述振蕩熱管(2)上開設(shè)有供更換工質(zhì)的換液口。

進(jìn)一步的，所述砂輪本體(1)主要由樹脂砂輪(3)和支承(4)構(gòu)成，所述支承(4)為鋼制盤形結(jié)構(gòu)，且所述支承(4)設(shè)于樹脂砂輪(3)的內(nèi)周邊。

進(jìn)一步的，所述振蕩熱管(2)沿砂輪本體(1)軸線方向均勻分布有三組，且三組振蕩熱管(2)相互對(duì)稱。

進(jìn)一步的，所述振蕩熱管(2)的外徑小于樹脂砂輪(3)外徑，振蕩熱管(2)的內(nèi)徑大于樹脂砂輪(3)內(nèi)徑。

本發(fā)明還提供了一種利用振蕩熱管改善砂輪散熱的方法，該方法包括如下步驟：

三組振蕩熱管(2)沿砂輪本體(1)軸線方向均勻設(shè)于砂輪本體(1)內(nèi)，且振蕩熱管(2)垂直于砂輪本體(1)的軸線方向，振蕩熱管(2)與樹脂砂輪(3)緊密接觸；加工過(guò)程中磨削產(chǎn)生的熱量沿著砂輪本體(1)外壁傳至振蕩熱管(2)的吸熱段，注入的工質(zhì)汽化形成“氣泡-液塞”的氣泡流并啟動(dòng)振蕩，氣泡流通過(guò)絕熱段進(jìn)入冷凝段，并在冷凝段自然降溫，同時(shí)工質(zhì)蒸汽液化放熱，并因壓差作用以振蕩的形式再返回吸熱段，如此通過(guò)往復(fù)振蕩，磨削過(guò)程產(chǎn)生的熱量不斷由振蕩熱管(2)傳至冷凝段降溫。

本發(fā)明的有益效果為：

1.在磨削加工的過(guò)程中，由于工件和磨具表面高速的摩擦導(dǎo)致大量熱量積聚在磨削弧區(qū)域難以消散，本發(fā)明利用振蕩熱管遠(yuǎn)大于金屬的熱傳導(dǎo)性，通過(guò)充液填充不同工質(zhì)適應(yīng)不同的溫度控制要求，讓工質(zhì)在振蕩熱管靠近磨削弧的吸熱段吸熱并汽化形成“氣泡-液塞”的氣泡流并啟動(dòng)振蕩，最終將熱量傳導(dǎo)至冷凝段液化放熱，從而達(dá)到帶走磨削弧附近積聚熱量的目的，提高了砂輪的壽命，降低了零件表面的損傷。

2.本發(fā)明不需要使用外部介質(zhì)輔助流動(dòng)設(shè)備，大大降低了設(shè)備費(fèi)用和外部冷卻液的處理費(fèi)用，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)高效、無(wú)污染，也符合綠色加工要求。

3.本發(fā)明采用的鋼制環(huán)形板式振蕩熱管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造難度低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種振蕩熱管冷卻砂輪的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種振蕩熱管冷卻砂輪的砂輪本體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種振蕩熱管冷卻砂輪的鋼制環(huán)形板式振蕩熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1-砂輪本體、2-振蕩熱管、3-樹脂砂輪、4-支承。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明公開了一種振蕩熱管冷卻砂輪及改善砂輪散熱的方法，該種振蕩熱管冷卻砂輪包括砂輪本體1和振蕩熱管2，如圖2所示，砂輪本體1主要由樹脂砂輪3和支承4構(gòu)成，支承4為鋼制盤形結(jié)構(gòu)，且支承4設(shè)于樹脂砂輪3的內(nèi)周邊。其中砂輪外圈直徑為282mm，內(nèi)圈直徑為120mm，厚度為50mm。

如圖1和圖3所示，與普通樹脂砂輪的加工過(guò)程不同，本發(fā)明需要在填料時(shí)，在砂輪本體1內(nèi)部熱壓入振蕩熱管2，振蕩熱管2與砂輪本體1的軸線方向垂直。振蕩熱管2為兩個(gè)薄層環(huán)形鋼板上下對(duì)接而成，每個(gè)薄層環(huán)形鋼板設(shè)有直徑為2mm的熱管溝槽，且熱管溝槽均勻設(shè)置為40組回形彎頭，兩個(gè)薄層環(huán)形鋼板上下對(duì)接后形成有回形通道。且振蕩熱管2沿砂輪本體(1)軸線方向均勻分布有三組，且三組振蕩熱管2相互對(duì)稱。每組振蕩熱管厚度為5mm，外徑為280mm，內(nèi)徑為200mm，組間距10mm。

振蕩熱管2由外側(cè)至內(nèi)側(cè)依次分為吸熱段、絕熱段和冷凝段。吸熱段與樹脂砂輪3外周邊緊密接觸，且距離外周邊的厚度為2mm。振蕩熱管2的外徑小于樹脂砂輪3外徑，振蕩熱管2的內(nèi)徑大于樹脂砂輪3內(nèi)徑。

振蕩熱管2必須與砂輪軸線方向嚴(yán)格垂直，以保證切削使用的過(guò)程中不會(huì)因軸向質(zhì)量分布不均而產(chǎn)生跳動(dòng)。在模具內(nèi)填料完畢使用冷壓工藝壓制，干燥后再進(jìn)行固化。本發(fā)明根據(jù)砂輪的厚度與寬度采用三組振蕩熱管，能有效提高砂輪散熱能力。

振蕩熱管2上開設(shè)有一個(gè)直徑為1mm的供更換工質(zhì)的換液口，填充工質(zhì)通過(guò)該直徑為1mm的換液口，用抽真空再充液的方式填充50％左右的水作為工質(zhì)，充液完畢后焊封。通過(guò)充液填充不同工質(zhì)可適應(yīng)不同的溫度控制要求。

一種利用振蕩熱管改善砂輪散熱的方法：三組振蕩熱管2沿砂輪本體1軸線方向均勻設(shè)于砂輪本體1內(nèi)，且振蕩熱管2垂直于砂輪本體1的軸線方向，振蕩熱管2由外側(cè)至內(nèi)側(cè)依次分為吸熱段、絕熱段和冷凝段。吸熱段與樹脂砂輪(3)外周邊緊密接觸，距離外周邊的厚度為2mm；加工過(guò)程中磨削產(chǎn)生的熱量沿著砂輪外壁傳至振蕩熱管2的吸熱段，注入的工質(zhì)汽化形成“氣泡-液塞”的氣泡流并啟動(dòng)振蕩，通過(guò)往復(fù)振蕩，在冷凝段自然降溫，同時(shí)工質(zhì)蒸汽液化放熱，并因壓差作用以振蕩的形式再返回吸熱段，如此循環(huán)，磨削過(guò)程產(chǎn)生的熱量不斷由振蕩熱管2傳至冷凝段，有效減少了砂輪磨削弧附近的熱量積聚和溫度升高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。