CN103072075A - 一种可拆卸的旋转式热管磨具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于旋转热管技术的可拆卸磨具，具体涉及一种可拆卸的旋转式热管磨具，适用于难加工材料的磨削加工领域。该热管磨具包括有热管磨具柄部和可拆卸磨头，所述热管磨具柄部的上部通过焊接固定有排气管，热管磨具柄部的下部通过焊接固定有热管管壳；所述热管管壳上开有键槽，可拆卸磨头通过键与热管管壳上的键槽配合定位，并采用螺栓进行连接固定。

Description

一种可拆卸的旋转式热管磨具
技术领域
本发明涉及一种基于旋转热管技术的可拆卸磨具，具体涉及一种可拆卸的旋转式热管磨具，适用于难加工材料的磨削加工领域。
背景技术
现在难加工材料在航空、航天等工业领域应用越来越广泛，由于大多数难加工材料的导热系数小，导热性能差，磨削时产生的高温难以向材料内部传导，致使磨削弧区温度高，工件表面易出现烧伤、裂纹、变形等现象，为达到及时冷却的目的，加工过程中都要采用一定的冷却方法来降低磨削弧区的温度。但在实际加工中，由于磨削弧区本身是一个相对十分密闭的区域，冷却液等介质很难进入到磨削弧区进行强化换热，因此很容易造成砂轮或者工件的烧伤。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种可拆卸的旋转式热管磨具。本发明采用旋转式热管，把磨削弧区作为蒸发段，纯净水作为工作介质，通过工作介质蒸发的汽化潜热把加工时的热量从蒸发段传输到冷凝段，再利用热管旋转时的离心力使工作液从冷凝端向蒸发端流动，实现热量传递的循环过程。采用热管技术在磨削加工过程中具有优良的换热效果，能够很好的降低磨削弧区的温度，提高超硬磨料砂轮的使用寿命，改善被加工材料表面质量的完整性，而且无需冷却液，具有绿色环保的优点。同时，该热管磨具磨料磨损后无需更换热管，只需更换磨头即可重新进行磨削加工，具有制造方便、成本低廉等优点。
本发明是以如下技术方案实现的：一种可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：该热管磨具包括有热管磨具柄部和可拆卸磨头，所述热管磨具柄部的上部通过焊接固定有排气管，热管磨具柄部的下部通过焊接固定有热管管壳；所述热管管壳上开有键槽，可拆卸磨头通过键与热管管壳上的键槽配合定位，并采用螺栓进行连接固定。
所述热管磨具柄部的外部周围具有圆盘状的翅片。
所述热管管壳内腔注有纯净水作为工作介质，热管管壳的外部为阶梯轴形状，其内腔的下半部分为圆柱形，上半部分为锥角为3度的圆锥形。
所述可拆卸磨头外部的上半部分为圆锥形，下半部分为圆柱形，圆柱形表面钎焊有立方氮化硼磨粒。
所述可拆卸磨头的内腔为圆柱形，可拆卸磨头与热管管壳外部的大径是过盈量为0.01～0.02mm的过盈配合，与热管管壳外部的小径之间有2mm的间隙，在间隙中填充有保温隔热纸。
本发明的优点是：该热管磨具采用旋转式热管，对磨削弧区进行换热，无需冷却液，采用可拆卸的磨头结构，磨具的磨粒磨损后，无需重新制造热管，只需拆卸更换磨头，热管磨具柄部采用翅片结构，增加了散热面积，降低了热阻，提高了传热效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的旋转式热管磨具结构示意图；
图2是本发明的旋转式热管磨具定位和固定部分的结构示意图；
图中：1、排气管，2、热管磨具柄部，3、翅片，4、螺栓，5、保温隔热纸，6、可拆卸磨头，7、热管管壳，8、键，9、键槽。
具体实施方式
如图所示：可拆卸的旋转式热管磨具包括：热管管壳7采用铝材料，具有较高的导热率，热管管壳7内腔注有纯净水作为工作介质，热管管壳7的外部是阶梯轴形状，其内腔的下半部分是圆柱形，上半部分是锥角为3度的圆锥形，有助于增加旋转离心力，加快工作介质从冷凝端向蒸发端流动的速度。可拆卸磨头6采用具有较高的强度、硬度、耐磨性和抗腐蚀能力的马氏体不锈钢2Cr3材料，可拆卸磨头6外部的上半部分为圆锥形，下半部分为圆柱形，圆柱形表面钎焊有立方氮化硼磨粒，并且作为磨削工件的磨削工作区域。可拆卸磨头6的内腔为圆柱形，和热管管壳7外部的大径是过盈量为0.01～0.02mm的过盈配合，和热管管壳7外部的小径之间有2mm左右的间隙，在此间隙中填充具有超薄、导热系数低等特点的保温隔热纸5材料。热管管壳7和可拆卸磨头6采用键8和键槽9的配合进行定位，采用螺栓4联接进行固定。
热管磨具柄部2采用铝材料，其外部具有圆盘状的翅片3，翅片3增加了散热面积，降低了热阻，提高了传热效率，翅片3的间距是3mm左右，便于加工，热管磨具柄部2的上半部分和排气管1定位并焊接固定，热管磨具柄部2的下半部分和热管管壳7定位并焊接固定。
本发明的加工过程：排气管1、热管磨具柄部2、可拆卸磨头6和热管管壳7是分别制造的，然后热管磨具柄部2的上半部分和排气管1定位并焊接固定，热管磨具柄部2的下半部分和热管管壳7定位并焊接固定。采用抽真空装置连接排气管1进行抽真空，达到设定的真空度之后注入工作介质，用钳子夹紧排气管1尾部，然后焊接密封，再将可拆卸磨头6和热管管壳7通过键和螺栓的联接相固定。
工作过程：磨削加工时，把热管磨具柄部2的上半部分安装在铣床的主轴上，当主轴旋转时带动本发明的热管磨具旋转，利用可拆卸磨头6下半部分的圆柱形外表面磨削工件。
热管管壳7内腔的下半部分作为热管工作的蒸发段，热管磨具柄部2带有翅片3的内腔作为冷凝段，磨削工件产生的热量通过可拆卸磨头6传递给热管管壳7的蒸发段，蒸发段的工作介质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向冷凝段放出热量凝结成液体，液体在旋转离心力的作用下流回蒸发段，完成一个工作循环。如此循环不止，达到迅速传递磨削弧区的热量，降低磨削弧区温度的效果。当磨具的磨粒磨损后，只需拆卸更换新的磨头即可。

Claims (5)

1.一种可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：该热管磨具包括有热管磨具柄部（2）和可拆卸磨头（6），所述热管磨具柄部的上部通过焊接固定有排气管（1），热管磨具柄部的下部通过焊接固定有热管管壳（7）；所述热管管壳上开有键槽（8），可拆卸磨头通过键（9）与热管管壳上的键槽配合定位，并采用螺栓（4）进行连接固定。
2.根据权利要求1所述的可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：所述热管磨具柄部的外部周围具有圆盘状的翅片（3）。
3.根据权利要求1所述的可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：所述热管管壳（7）内腔注有纯净水作为工作介质，热管管壳的外部为阶梯轴形状，其内腔的下半部分为圆柱形，上半部分为锥角为3度的圆锥形。
4.根据权利要求1所述的可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：所述可拆卸磨头（6）外部的上半部分为圆锥形，下半部分为圆柱形，圆柱形表面钎焊有立方氮化硼磨粒。
5.根据权利要求1所述的可拆卸的旋转式热管磨具，其特征是：所述可拆卸磨头（6）的内腔为圆柱形，可拆卸磨头与热管管壳（7）外部的大径之间是过盈配合，与热管管壳（7）外部的小径之间是间隙配合，在间隙中填充有保温隔热纸（5）。
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