相变储热复合超硬磨料砂轮.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115922581A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211626661.6(22)申请日2022.12.16(71)申请人河南工业大学地址450001河南省郑州市高新技术产业开发区莲花街100号申请人南京航空航天大学(72)发明人赫青山谢永晨傅玉灿崔仲鸣(74)专利代理机构郑州德勤知识产权代理有限公司41128专利代理师苏志洋(51)Int.Cl.B24D5/10(2006.01)B24D5/04(2006.01)B24D5/16(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称相变储热复合超硬磨料砂轮(57)摘要本发明提供了一种相变储热复合超硬磨料砂轮，包括砂轮基体和设于砂轮基体外周的磨料，所述砂轮基体的近外端区域设置有环形管腔，所述环形管腔内安装有散热翅片，所述散热翅片的内端和两侧端接触砂轮基体，所述散热翅片的外端向环形管腔的外壁面延伸但不接触，所述环形管腔的外壁面设置一层泡沫金属，所述环形管腔内注入工质。该相变储热复合超硬磨料砂轮具有传热系数高、热容量大、结构强度好、并能够对磨削弧区温度实现有效调控的优点。CN115922581ACN115922581A权利要求书1/1页1.一种相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：包括砂轮基体和设于砂轮基体外周的磨料，所述砂轮基体的近外端区域设置有环形管腔，所述环形管腔内安装有散热翅片，所述散热翅片的内端和两侧端接触砂轮基体，所述散热翅片的外端向环形管腔的外壁面延伸但不接触，所述环形管腔的外壁面设置一层泡沫金属，所述环形管腔内注入工质。2.根据权利要求1所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述散热翅片的外端与环形管腔的外壁面之间的距离为10mm‑30mm，所述泡沫金属的厚度为0.2mm‑1.5mm。3.根据权利要求1或2所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述泡沫金属的孔径为20PPi‑80PPi，所述泡沫金属的通孔率高于95%。4.根据权利要求3所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述相变工质的沸点在10°C‑50°C之间。5.特征在于：所述散热翅片包括环形主体和圆周阵列在环形主体外的一圈翅片，所述散热翅片为一体结构。6.根据权利要求5所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述散热翅片与环形管腔的两侧连接区域涂有高导热结构胶并经过加热保温固化实现连接。7.根据权利要求1或2或4或6所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述环形管腔的其中一侧壁为装配在砂轮基体上的环形端盖，所述砂轮基体内具有连通所述环形管腔的注液孔，所述砂轮基体中设置有用于封堵所述注液孔的密封堵头，所述散热翅片上对应所述注液孔设置有通孔，所述通孔的直径为2mm‑3mm。8.根据权利要求3所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述泡沫金属通过结构胶粘接在所述环形管腔的外壁面上。9.根据权利要求8所述的相变储热复合超硬磨料砂轮，其特征在于：所述环形管腔的外壁面为平滑壁面或异形壁面。2CN115922581A说明书1/6页相变储热复合超硬磨料砂轮技术领域[0001]本发明涉及砂轮技术领域，具体的说，涉及了一种相变储热复合超硬磨料砂轮。背景技术[0002]高效磨削加工时易出现磨削高温并引发工件表面热损伤，如表面残余应力、变质层、微裂纹等。为了及时对工件进行冷却降温，增加磨削液使用量和射流速度是当前抑制磨削烧伤和提高磨削效率的主要方法。但是，大量使用磨削液所引起的生产成本、环境污染、人员健康等负面问题已不容忽视。[0003]近些年，人们开始从改善砂轮工具自身热学属性着手，尝试通过提高砂轮工具自身的导热和热容这两个属性来增强砂轮在磨削过程中对弧区的换热作用，进而使磨削热能够更多的进入砂轮，并经由砂轮疏导出去，最终实现降低磨削弧区温度和减少磨削液的使用。[0004]目前的其中一个研究方向，是在砂轮的基体中增加热管，通过热管的相变传热作用提高砂轮的导热能力，同时在热管内添加储热材料，提高热管内部的热容。[0005]例如专利申请号为CN201610865211.0，发明名称为绿色干磨削用相变储热砂轮及其制造方法的发明专利中，是在砂轮中增加热管，在热管内填充工质，同时在热管内部还增加有环形的储热元件，但是它的局限在于：热管内部的传热距离较远，且汽化工质在储热元件表面冷凝时的接触面积较小，当气液相变传热过程不通畅时，储热元件与汽化工质的冷凝换热不充分，从而影响到传热速度与储热元件的储热；此外，由于热管空间较大，还会影响砂轮结构强度。通俗来说，在应用中遇到的实际问题就是：在砂轮进行磨削时，工质会发生汽化，但由于汽化工质的运动路径长，同时储热元件提供的冷凝面积小，导致冷凝散热不充分，这会增加传热热阻