用于磨削换热的砂轮及其换热方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102658525A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102658525A(43)申请公布日2012.09.12(21)申请号201210159315.1(22)申请日2012.05.22(71)申请人河海大学常州校区地址213022江苏省常州市新北区晋陵北路200号(72)发明人马可张静辉(74)专利代理机构常州市科谊专利代理事务所32225代理人孙彬(51)Int.Cl.B24B55/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称用于磨削换热的砂轮及其换热方法(57)摘要本发明公开了一种用于磨削换热的砂轮，包括砂轮基体，砂轮基体上电镀或者钎焊有砂轮磨粒，砂轮基体内开有密封的工作真空腔，工作真空腔内注有热传导介质，工作真空腔的两侧设置有吸热环面和冷凝环面。本发明能够有效降低高效磨削加工时的磨削温度并且降低加工成本，可以直接从磨削弧区疏导磨削热，从而冲破了以往冷却液难以进入磨削弧区进行有效换热的瓶颈，避免了使用冷却液降低磨削温度出现的工件表面烧伤以及砂轮失效的现象。CN102658ACN102658525A权利要求书1/1页1.一种用于磨削换热的砂轮，包括砂轮基体（1），砂轮基体（1）上电镀或者钎焊有砂轮磨粒，其特征在于：砂轮基体（1）内开有密封的工作真空腔（2），工作真空腔（2）内注有热传导介质（3），工作真空腔（2）的两侧设置有吸热环面（2-1）和冷凝环面（2-2）。2.根据权利要求1所述的用于磨削换热的砂轮，其特征在于：所述的砂轮基体（1）由金属材料制成。3.根据权利要求1或2所述的用于磨削换热的砂轮，其特征在于：所述的砂轮磨粒采用金刚石或立方氮化硼材料制成。4.根据权利要求1所述的用于磨削换热的砂轮，其特征在于：所述的工作真空腔（2）的真空度小于10-2托。5.根据权利要求1所述的用于磨削换热的砂轮，其特征在于：所述的热传导介质（3）为蒸馏水。6.一种如权利要求1所述的用于磨削换热的砂轮的换热方法，其特征在于该方法的步骤如下：a、旋转砂轮基体（1），热传导介质（3）在吸热环面（2-1）上形成液膜；b、利用旋转的砂轮基体（1）的砂轮磨粒磨削工件（4）；c、工件（4）与砂轮接触弧区产生的磨削热（5）通过砂轮基体（1）传导给液膜，液膜沸腾汽化转变为气态，形成气流（6），产生的气流（6）携带热量向冷凝环面（2-2）流动，遇到冷凝环面（2-2）释放热量，冷凝为液流（7），液流（7）在砂轮的离心力作用下回流至吸热环面（2-1），形成液膜，继续吸收磨削热（5），循环步骤c，从而降低磨削温度。2CN102658525A说明书1/3页用于磨削换热的砂轮及其换热方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于磨削换热的砂轮及其换热方法，属于高效磨削加工技术领域。背景技术[0002]目前，在绿色制造的大背景下，当今的磨削加工技术正向着绿色环保、高效深切的方向发展，即在尽量少使用冷却液的前提下，采用大的磨削深度进行高效磨削加工。由于磨削加工过程中消耗的机械能绝大部分转化为热能，因此，高效磨削加工时能耗的大幅增加也使磨削弧区的磨削热功率相比传统磨削大大提高，而磨削热在磨削弧区的积聚引起的磨削温度过高易造成工件表面烧伤以及砂轮使用寿命的缩短，从而限制高效磨削工艺水平进一步提高。[0003]为了解决磨削温度过高的问题，传统的冷却方法是向磨削弧区浇注大量冷却液，而冷却液的使用会大大增加加工成本，并且会污染环境甚至危害操作者健康。此外，由于磨削深度不断增大，使磨削弧区的面积和密闭程度不断增加，冷却液很难在磨削过程中真正进入磨削弧区进行有效换热。因此，研究开发高效的、绿色环保的磨削弧区换热方法有十分重要的现实意义。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够有效降低高效磨削加工时的磨削温度并且降低加工成本的用于磨削换热的砂轮。[0005]同时本发明还提供了一种用于磨削换热的砂轮的换热方法。[0006]实现本发明目的的技术方案是：一种用于磨削换热的砂轮，包括砂轮基体，砂轮基体上电镀或者钎焊有砂轮磨粒，砂轮基体内开有密封的工作真空腔，工作真空腔内注有热传导介质，工作真空腔的两侧设置有吸热环面和冷凝环面。[0007]进一步，所述的砂轮基体采用金属材料制成。[0008]进一步，所述的砂轮磨粒采用金刚石或立方氮化硼材料制成。[0009]进一步，所述的工作真空腔的真空度小于10-2托。[0010]进一步，所述的热传导介质为蒸馏水。[0011]更进一步，实现本发明的用于磨削换热的砂轮的换热方法的步骤如下：a、旋转砂轮基体，热传导介质在吸热环面上形成液膜；b、利用旋转的砂轮基体的砂轮磨粒磨削工件；c、工件与砂轮接触弧区产生的磨削热通过砂轮基体传导给液