具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102649263A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102649263A(43)申请公布日2012.08.29(21)申请号201210134716.1(22)申请日2012.05.04(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人谭晓茗张靖周单勇(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人叶连生(51)Int.Cl.B24D3/10(2006.01)B24D5/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图33页(54)发明名称具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮(57)摘要一种具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，属于工业用磨削、强化散热技术领域。该磨削砂轮由金属外壳（1）、布于金属外壳外的金刚石磨粒（2）、位于金属外壳内部填充的多孔金属骨架（5），和填充于多孔金属骨架内部的热驱动冷却液（6）组成。在旋转热驱动力的作用下，多孔金属骨架以及内部的冷却液可以快速将砂轮磨削区所产生的摩擦热量向外疏散。该结构具有减少磨削液的使用，低碳节能，减小高速旋转对转轴的磨损，减轻砂轮基体的重量等优点。CN1026493ACN102649263A权利要求书1/1页1.一种具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，其特征在于：由金属外壳（1）、布于金属外壳外的金刚石磨粒（2）、填充于金属外壳内部的多孔金属骨架（5）和填充于多孔金属骨架内部的冷却液（6）组成；上述多孔金属骨架（5）骨架的孔隙率为0.3～0.9之间。2.根据权利要求所述的具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，其特征在于：上述热驱动冷却液（6）为水或乙醇。3.根据权利要求所述的具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，其特征在于：上述多孔金属骨架（5）为铜镍合金泡沫或铁镍合金泡沫或泡沫铜。4.根据权利要求所述的具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，其特征在于：上述金属外壳（1）采用铬合金或铝合金或钛合金。2CN102649263A说明书1/2页具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，属于工业用磨削、强化散热技术领域。背景技术[0003]在先进制造技术领域，高速磨削加工打破了传统切削/磨削加工的分工模式，已成为现代冷加工技术发展的一个主要方向。磨削加工时，磨削弧区形成的热量主要通过热扩散和热对流途径传递给工件、金属屑、磨削砂轮和冷却剂，一旦磨削弧区积聚的热量得不到有效的疏导，可能造成磨削弧区内局部区域的瞬时温度高达1000℃左右，由此带来诸如钛合金工件烧伤、高温合金磨削加工材料去除率低和砂轮磨粒磨损快等一系列问题。现有的冷却方法仅局限于利用冷却剂来疏导产生并积聚在加工区的热量，而未能综合挖掘磨削热传递的其它途径，诸如充分利用磨削砂轮基体自身的散热功能。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种低碳环保、冷却性能好、结构简单的具有热量自疏导功能的的磨削砂轮。[0005]一种具有热量自疏导功能的多孔金属骨架磨削砂轮，其特征在于：由金属外壳、布于金属外壳外的金刚石磨粒、填充于金属外壳内部的多孔金属骨架和填充于多孔金属骨架内部的冷却液组成；上述多孔金属骨架骨架的孔隙率为0.3～0.9之间。[0006]本发明的金属砂轮内部是由多孔金属骨架和热驱动冷却液组成，一方面多孔金属骨架保证了砂轮的良好导热特性和结构强度，而且由于重量上的减少有效地减轻了旋转时对转轴的损伤；另一方面，旋转状态下，内部的冷却液在离心力、哥氏力以及温差引起的浮升力的共同作用下以射流冲击的方式在多孔金属骨架内部冲刷，从而将砂轮在磨削弧区带来的热量自行疏散至砂轮基体外壳，强化了对流换热。该磨削砂轮结构简单，多孔金属骨架和冷却液均可根据实际需要重新选择和更换，可适应不同的工业需求。[0007]利用上述具有热量自疏导功能的磨削砂轮进行工作，其特征在于:(1).充分挖掘砂轮基体自身的散热能力，减少磨削液的使用，低碳节能；(2).磨削砂轮金属外壳保证了磨粒粘附的牢固性和砂轮自身的结构强度，同时又是热的良导体；(3).多孔金属骨架在保证了砂轮的基本结构强度的同时减轻了砂轮基体的重量，减小了高速旋转对转轴的磨损；(4).热驱动介质填充在多孔金属骨架内部，在旋转作用下可以快速将磨削区所受热量向外疏散，增强了流动换热。3CN102649263A说明书2/2页附图说明[0008]附图1是金属砂轮整体图；附图2是砂轮径向截面剖视图；附图3是砂轮周向截面剖视图；图中标号名称：1.砂轮金属外壳，2.金刚石磨粒，3.冷却液注孔，4.转轴5.多孔金属骨架，6.冷却液。具体实施方式[0009]如图所示，磨削金属