CN101870087A - 用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置 - Google Patents

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贾文铮
陈志同
王俊岭
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一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，装置可分为组合式结构和整体式结构两种。所述的组合式结构包括刀柄、集水套、砂轮基体、垫片、螺钉、砂轮块。所述刀柄一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；集水套与砂轮基体通过螺纹连接，且砂轮基体上部的圆柱形通孔与刀柄下端的圆柱面配合进行定位，砂轮基体通过垫片和螺钉紧固在刀柄1上；砂轮块烧结在砂轮基体的下端；其中，该砂轮基体上开有方向与冷却液流向一致的斜孔。集水套内圆柱面上开有螺旋槽，旋向为右旋，可一定程度上阻止冷却液在离心力作用下外溢。该砂轮块为两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。

Description

用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置
技术领域
本发明涉及一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，具体是指在磨削过程中用开放式供应磨削液的方式进行内冷却的砂轮装置，特别适用于高速端面磨削方式。
背景技术
随着高速超高速磨削技术的发展，难加工材料在工业中的广泛应用，以及磨削加工中对表面质量要求的提高，磨削过程中对于磨削温度的控制也显得尤为重要。而改善磨削液的供液方式，提高冷却效果，可以从很大程度上降低磨削温度，改善磨削质量。内冷却为磨削供液方式中能够有效提升冷却效果的一种方式，采用内冷却的砂轮装置在现有技术中已有很多，例如2007年5月30日的中国专利文件CN 1970231A号给出了这样一种砂轮，即利用带孔隙砂轮的疏松结构特点，通过在砂轮两侧安装集水环的方式，利用离心力使得磨削液通过砂轮孔隙输送到磨削区，这种结构组件仅适用于带孔隙的普通磨料砂轮，且磨削液供应量小。1995年6月13日美国专利文件5423717号给出这样一种砂轮，采用中心开孔供液的方式使冷却液进入砂轮内部空腔，再通过砂轮圆周上的两层孔道甩出，这种结构组件仅能对砂轮圆周上几个点进行冷却，且仅适用于薄壁件磨边。从目前现有的砂轮结构和冷却液供给方式来看，内冷却供液方式中大多数设计是用于周磨砂轮，有必要开发适用于端面磨削的内冷却砂轮装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，其是一种与现有技术不同的、用于端面磨削的、能够对磨削液产生自吸作用的内冷却砂轮装置，该装置在使用时可增强冷却效果，降低磨削温度。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，装置可分为组合式结构和整体式结构两种。
所述的组合式结构包括刀柄、集水套、砂轮基体、垫片、螺钉、砂轮块。
所述刀柄一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；集水套与砂轮基体通过螺纹连接，且砂轮基体上部的圆柱形通孔与刀柄下端的圆柱面配合进行定位，砂轮基体通过垫片和螺钉紧固在刀柄1上；砂轮块烧结在砂轮基体的下端；其中，该砂轮基体上开有四个(但不限于四个)方向与冷却液流向一致的斜孔。集水套内圆柱面上开有螺旋槽，旋向为右旋(砂轮正转，若砂轮反转则为左旋)，可一定程度上阻止冷却液在离心力作用下外溢。该砂轮块(6)为两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。
该整体式结构由砂轮本体和砂轮块两部分构成；其中砂轮本体包括刀柄，储液腔，基体，挡液壁，自吸式斜槽；
所述刀柄一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；所述的基体上开有六个(但不限于六个)自吸式斜槽，该自吸式斜槽方向由砂轮转速和旋转方向决定，与轴向及砂轮线速度方向成一定的夹角。冷却液在离心力作用下能顺利通过自吸式斜槽，并产生自吸、增压效果；基体上方有一个圆锥形挡液壁，与基体构成一个储液腔；砂轮块烧结在砂轮基体的下端。所述的挡液壁是向内倾斜，阻止冷却液在离心力作用下外溢。该砂轮块为开有斜槽的分瓣结构，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。
本发明装置的优点在于，整个组件结构简单，供液方式简单，不用对机床进行其他改造，方便易行；用砂轮自身高速旋转产生的离心力作用，不需要任何增压装置，达到对冷却液的自吸、增压效果。此装置可以适用于多种尺寸和形状的端面磨削砂轮结构。
附图说明
图1为本发明组合式结构的整体装配结构全剖视说明图；
图2为本发明组合式结构砂轮基体结构说明图；
图3为本发明组合式结构砂轮块结构说明图；
图4为本发明组合式结构外观说明图；
图5为本发明组合式结构爆炸结构说明图；
图6为本发明整体式结构外观说明图；
图7为本发明整体式结构俯视结构说明图；
图8为图7沿A-A剖视说明图；
图9为图7沿B-B剖视说明图。
图中具体标号如下：
1、刀柄      2、集水套      21、螺旋槽     3、砂轮基体
31、通孔     32、斜孔       4、垫片        5、螺钉
6、砂轮块    7、储液腔      8、砂轮本体
81、刀柄     82、储液腔     83、基体
84、挡液壁   85、自吸式斜槽
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。
参阅图1，图1为本发明的组合式结构的整体装配结构全剖视说明图，图中示出，本发明装置，包括刀柄1、集水套2、砂轮基体3、垫片4、螺钉5、砂轮块6。
所述刀柄1一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转。集水套2与砂轮基体3通过螺纹连接，且砂轮基体3上部的圆柱形通孔31与刀柄下端的圆柱面配合进行定位，砂轮基体3通过垫片4和螺钉5紧固在刀柄1上；砂轮块6烧结在砂轮基体3的下端。
参阅图2和图3，图2和图3分别为砂轮基体3和砂轮块6的结构说明图。当整个装置在主轴带动下高速旋转时，对冷却液有自吸的作用。首先，冷却液沿靠近刀柄1的位置注入集水套2和刀柄1、砂轮基体3之间形成的储液腔7，在砂轮高速旋转产生的离心力作用下，冷却液通过砂轮基体3上的四个沿砂轮轴向和圆周方向均成一定角度的斜孔32，如图2所示，在砂轮基体3下部沿一定方向高速甩出，从而达到从砂轮内部对磨削区进行冷却的目的。此时砂轮基体3的斜孔32入口处产生的瞬时真空状态，使砂轮对冷却液产生自吸效果，使冷却液源源不断通过储液腔7进入砂轮内部。集水套2内圆柱面上方开有螺旋槽21，旋向为右旋(砂轮正转，若砂轮反转则为左旋)，可一定程度上阻止冷却液在离心力作用下外溢。为了使冷却液更好的进入磨削区，砂轮块6做成两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，如图3所示，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。，方便冷却液在离心力作用下顺利通过斜槽，并使部分磨削液通过砂轮块与工件接触区的微小间隙流过磨削区，在磨削过程中达到断续冷却的效果。
参阅图4和图5，图4和图5分别为组合式结构的外观和爆炸视图。从图中可以更清楚的看出各部件的外形及位置、连接关系。
参阅图6，图6为整体式结构外观说明图。整体式由砂轮本体8和砂轮块6两部分构成。其中砂轮本体包括刀柄81，储液腔82，基体83，挡液壁84，自吸式斜槽85。
参阅图7～图9，图7为整体式结构俯视结构说明图。图8和图9分别为图7沿A-A和B-B的剖视图。所述刀柄81一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；基体83上开有六个自吸式斜槽85，基体上方有一个圆锥形挡液壁84，与基体构成一个储液腔82。自吸式斜槽85方向由砂轮转速和旋转方向决定，沿冷却液离心运动方向，与轴向及圆周方向成一定的夹角。砂轮块(6)烧结在砂轮基体(83)的下端；储液腔82高度随冷却液供液量而定，挡液壁84向内倾斜一定角度，可以一定程度上阻止冷却液在离心力作用下外溢。
在砂轮做高速旋转时，对冷却液有自吸的作用。在工作状态下，冷却液首先沿靠近刀柄的低速位置注入储液腔82，在砂轮高速旋转产生的离心作用下，冷却液沿六个自吸式斜槽85进入砂轮内部，沿槽的出口方向甩出，对磨削区起到冷却的作用。同时，在自吸式斜槽85入口处产生瞬时真空状态，在大气压作用下，使冷却液由储液腔源源不断地进入砂轮内部。为了使冷却液更好的进入磨削区，砂轮块6同样做成两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，开槽方向与砂轮线速度方向成钝角，方便冷却液在离心力作用下顺利通过斜槽，并使部分磨削液通过砂轮块与工件接触区的微小间隙流过磨削区，在磨削过程中达到断续冷却的效果。
本发明的结构组件利用砂轮工作中高速旋转的离心力作用，在不需要任何附加的冷却液增压装置的情况下起到对冷却液的增压和自吸作用，使冷却液在出口处产生必要的速度和压强，提高磨削冷却效果。
本发明的结构组件方便拆卸，对于组合式结构，绝大多数组件可以重复使用，且提高冷却效果可以有效减少砂轮的磨损，延长砂轮基体的使用寿命，因此本发明具有很大的经济性。
本发明的砂轮块采用开有斜槽的分瓣结构，使冷却液更流畅地进入磨削区，以达到更好的冷却效果。
本发明的装置的结构特点可以用于一切端面磨削的各种尺寸和形状的砂轮结构，供液方式简单，不用对机床进行其他改造，方便易行。

Claims (5)

1.一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，该装置为组合式结构，其特征在于：该装置包括刀柄(1)、集水套(2)、砂轮基体(3)、垫片(4)、螺钉(5)、砂轮块(6)；
所述刀柄(1)一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；集水套(2)与砂轮基体(3)通过螺纹连接，且砂轮基体(3)上部的圆柱形通孔(31)与刀柄下端的圆柱面配合进行定位，砂轮基体(3)通过垫片(4)和螺钉(5)紧固在刀柄1上；砂轮块(6)烧结在砂轮基体(3)的下端；其中，该砂轮基体(3)上开有沿砂轮轴向和圆周方向均成有角度的斜孔(32)；集水套(2)的内圆柱面上方开有螺旋槽(21)，旋向为右旋，可阻止冷却液在离心力作用下外溢。
2.根据权利要求1所述的用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，其特征在于：该砂轮块(6)为两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。
3.一种用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，该装置为整体式结构，其特征在于：该装置由砂轮本体(8)和砂轮块(6)两部分构成；其中砂轮本体包括刀柄(81)，储液腔(82)，基体(83)，挡液壁(84)，自吸式斜槽(85)；
所述刀柄(81)一端与磨削机床的主轴相连，在主轴的高速旋转作用下，带动整个砂轮一起做高速旋转；所述的基体(83)上开有自吸式斜槽(85)，该自吸式斜槽(85)方向由砂轮转速和旋转方向决定，与轴向及砂轮线速度方向成一定的夹角，使冷却液在离心力作用下能顺利通过自吸式斜槽(85)，并产生自吸、增压效果；基体上方有一个圆锥形挡液壁(84)，与基体构成一个储液腔(82)；砂轮块(6)烧结在砂轮基体(83)的下端。
4.根据权利要求4所述的用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，其特征在于：所述的挡液壁(84)是向内倾斜的，阻止冷却液在离心力作用下外溢。
5.根据权利要求4所述的用于端面磨削的开放供液自吸式内冷却砂轮装置，其特征在于：该砂轮块(6)为两块间可自然构成斜槽的分瓣结构，斜槽方向与冷却液所受离心力方向一致。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101027