CN105690246B - 一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法及系统，该方法通过压缩空气雾化固体润滑粉并通过电极放电使固体润滑粉带电，然后通过静电场将带电的固体润滑粉均匀电镀在砂轮工作面上；该系统包括接地线的工作台，工作台上固接有夹具，还包括与砂轮间隔布置的喷枪，喷枪底端安装有手柄，手柄末端装有输粉管，喷枪前端安装有喷头，喷头中部插装有电极针，喷枪上还安装有接线柱和压缩空气管。本发明能有效地减小磨削表面的摩擦系数，减少磨粒的粘附磨损，还能降低磨削弧区温度，改善工件表面加工质量。

Description

一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法及系统
技术领域
本发明涉及磨削加工技术领域，具体涉及一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法及系统。
背景技术
磨削加工是精加工的重要加工工艺，其加工过程是使用砂轮与工件相互作用，由于砂轮表面磨粒通常为负前角切削，因此磨削加工过程中产生的热量远大于其他加工形式，在磨削加工尤其是难加工材料的磨削加工中，所消耗的机械能大部分转化为热能并且积聚在磨削弧区，而难加工材料中大部分具有导热性差的特点，若不能及时将磨削过程产生的热量疏散出去，就会导致磨削弧区温度急剧升高，造成砂轮报废、工件被加工表面磨削灼伤等热损伤现象。
传统的磨削加工中，为了及时冷却磨削弧区的高温，一般采用连续流动的磨削液冲刷磨削弧区，通过流动的磨削液带走热量，但为了保证散热效率，往往需要使用大量的磨削液。磨削液的大量使用不仅增加了生产成本还会对生态环境和操作工人的身体健康造成危害，而且砂轮高速旋转形成的气流屏障使得磨削液很难有效地进入磨削弧区，这样既无法满足磨削加工中冷却的实际需要又有悖于绿色加工的要求。
鉴于以上原因，寻求新型的既有利于降低磨削弧区温度又经济环保的方法，对于减少磨削过程中难加工材料工件表面的热损伤以及生态环境的保护均有着十分重要的意义。
发明内容
本发明旨在提供一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法及系统，以解决现有磨削加工由于需要大量磨削液所导致的成本高、污染严重、安全隐患高、磨削液冷却效果差的问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法，该方法通过压缩空气雾化固体润滑粉并通过电极放电使固体润滑粉带电，然后通过静电场将带电的固体润滑粉均匀电镀在砂轮工作面上。
该方法具体包括以下步骤：
(A)压缩空气通过喷枪将固体润滑粉雾化并喷出；
(B)喷枪与电源相连使喷枪电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；
(C)砂轮与工件接触，工件通过夹具固定在工作台上，工作台接地线，使砂轮成为静电场的正极；
(D)带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮工作表面，在砂轮表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层；
(E)启动电机驱动砂轮转动完成对工件的磨削加工。
所述固体润滑粉为石墨或二硫化钼。
所述固体润滑粉的粒度为200-300目。
所述压缩空气的压力为10-15MPa。
一种实现上述静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法的磨削系统，该系统包括工作台，工作台上固接有装夹工件的夹具，工作台接地线，工件与砂轮接触，砂轮通过砂轮轴驱动；还包括与砂轮间隔布置且随动的喷枪，喷枪底端安装有手柄，手柄末端装有输粉管，喷枪前端安装有喷头，喷头中部插装有电极针，喷枪上还安装有接线柱和压缩空气管。
所述喷枪前端的电极针端部与砂轮之间的距离为1-5cm。
所述喷枪中轴线与工件表面之间的夹角为4-10°。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法，通过静电喷涂工艺将固体润滑粉喷涂到砂轮工作表面，固体润滑粉末在静电吸引力和高压空气的共同作用下定向地喷向砂轮工作表面，在砂轮工作表面形成一层质地均匀且连续的固体润滑涂层，使砂轮与工件之间的摩擦作用转化为砂轮与润滑薄膜、工件与润滑薄膜之间的摩擦作用，这样可以有效地减小磨削表面的摩擦系数，减少磨粒的粘附磨损，从而达到降低磨削弧区温度、改善工件表面加工质量的目的。且使用无毒无害的固体润滑粉，不仅可以降低加工成本，而且不会对生态环境和操作工人的身体健康造成危害。
附图说明
图1是本发明中磨削系统的主视图；
图2是图1的俯视图；
图中：1-工作台，2-夹具，3-砂轮，4-砂轮轴，5-喷枪，6-手柄，7-输粉管，8-压缩空气管，9-接线柱，10-喷头，11-电极针，12-工件。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
如图1-2所示，本发明还提供了一种实现静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法的磨削系统，该系统包括工作台1，工作台1上固接有装夹工件12的夹具2，工作台1接地线，工件12与砂轮3接触，砂轮3通过砂轮轴4驱动；还包括与砂轮3间隔布置且随动的喷枪5，喷枪5底端安装有手柄6，手柄6末端装有输粉管7，喷枪5前端安装有喷头10，喷头10中部插装有电极针11，喷枪5上还安装有接线柱9和压缩空气管8；喷枪5前端的电极针11端部与砂轮3之间的距离为1-5cm；喷枪5中轴线与工件12表面之间的夹角为4-10°，使用该系统配合本发明提供的方法共同实现磨削加工，具体为以下实施例：
实施例1：
压力为15MPa的压缩空气通过喷枪5上的压缩空气管8进入，将通过输粉管7输入喷枪5的固体润滑粉雾化并从喷头10喷出；喷枪5通过顶部的接线柱9与电源相连，喷枪5前端安装的电极针11电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；砂轮3与工件12接触，工件12通过夹具2固定在工作台1上，工作台1接地线，使砂轮3成为静电场的正极，电极针11端部与砂轮3之间的距离为5cm；喷枪5中轴线与工件12表面之间的夹角为10°；带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮3工作表面，启动电机驱动砂轮轴4带动砂轮3转动，随着砂轮3的转动，雾化并带电的固体润滑粉在砂轮3表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层，固体润滑粉为粒度300目的石墨。
实施例2：
压力为10MPa的压缩空气通过喷枪5上的压缩空气管8进入，将通过输粉管7输入喷枪5的固体润滑粉雾化并从喷头10喷出；喷枪5通过顶部的接线柱9与电源相连，喷枪5前端安装的电极针11电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；砂轮3与工件12接触，工件12通过夹具2固定在工作台1上，工作台1接地线，使砂轮3成为静电场的正极，电极针11端部与砂轮3之间的距离为1cm；喷枪5中轴线与工件12表面之间的夹角为4°；带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮3工作表面，启动电机驱动砂轮轴4带动砂轮3转动，随着砂轮3的转动，雾化并带电的固体润滑粉在砂轮3表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层，固体润滑粉为粒度200目的石墨。
实施例3：
压力为12MPa的压缩空气通过喷枪5上的压缩空气管8进入，将通过输粉管7输入喷枪5的固体润滑粉雾化并从喷头10喷出；喷枪5通过顶部的接线柱9与电源相连，喷枪5前端安装的电极针11电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；砂轮3与工件12接触，工件12通过夹具2固定在工作台1上，工作台1接地线，使砂轮3成为静电场的正极，电极针11端部与砂轮3之间的距离为2cm；喷枪5中轴线与工件12表面之间的夹角为5°；带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮3工作表面，启动电机驱动砂轮轴4带动砂轮3转动，随着砂轮3的转动，雾化并带电的固体润滑粉在砂轮3表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层，固体润滑粉为粒度220目的二硫化钼。
实施例4：
压力为13.5MPa的压缩空气通过喷枪5上的压缩空气管8进入，将通过输粉管7输入喷枪5的固体润滑粉雾化并从喷头10喷出；喷枪5通过顶部的接线柱9与电源相连，喷枪5前端安装的电极针11电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；砂轮3与工件12接触，工件12通过夹具2固定在工作台1上，工作台1接地线，使砂轮3成为静电场的正极，电极针11端部与砂轮3之间的距离为3.5cm；喷枪5中轴线与工件12表面之间的夹角为8°；带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮3工作表面，启动电机驱动砂轮轴4带动砂轮3转动，随着砂轮3的转动，雾化并带电的固体润滑粉在砂轮3表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层，固体润滑粉为粒度250目的二硫化钼。
上述实施例仅为本发明的几个较佳实施例，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法，其特征在于：通过压缩空气雾化固体润滑粉并通过电极放电使固体润滑粉带电，然后通过静电场将带电的固体润滑粉均匀电镀在砂轮工作面上；
该方法具体包括以下步骤：
(A)压缩空气通过喷枪将固体润滑粉雾化并喷出；
(B)喷枪与电源相连使喷枪电晕放电，让雾化的固体润滑粉带上负电荷，电晕放电成为静电场的负极；
(C)砂轮与工件接触，工件通过夹具固定在工作台上，工作台接地线，使砂轮成为静电场的正极；
(D)带电的固体润滑粉在静电场内电场力的作用下定向地喷向砂轮工作表面，在砂轮表面形成一层质地均匀且连续的润滑涂层；
(E)启动电机驱动砂轮转动完成对工件的磨削加工；
所述固体润滑粉为石墨或二硫化钼；
所述固体润滑粉的粒度为200-300目；
所述压缩空气的压力为10-15MPa；
所述静电喷涂润滑涂层的砂轮磨削方法的磨削系统，该系统包括工作台，工作台上固接有装夹工件的夹具，工作台接地线，工件与砂轮接触，砂轮通过砂轮轴驱动；还包括与砂轮间隔布置且随动的喷枪，喷枪底端安装有手柄，手柄末端装有输粉管，喷枪前端安装有喷头，喷头中部插装有电极针，喷枪上还安装有接线柱和压缩空气管；
所述喷枪前端的电极针端部与砂轮之间的距离为1-5cm；
所述喷枪中轴线与工件表面之间的夹角为4-10°。
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