CN108326764A - 表面电镀磨料内喷润滑液砂轮及包括该砂轮的磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面电镀磨料内喷润滑液砂轮及包括该砂轮的磨削装置，磨削装置包括砂轮基体、密封圈、安装连接轴、端面压板等。砂轮基体采用金属增材工艺进行制造形成镂空网格状内腔、进油油路以及析出孔，利用电镀工艺在砂轮基体外圆面上，电镀磨粒(如立方氮化硼CBN)磨削带。砂轮基体通过端面压板以及螺栓实现与安装连接轴的连接，安装连接轴通过刀柄实现与设备主轴的定位连接。在对零件进行磨削加工时，通过设备主轴以及刀柄润滑油路的润滑液再经过安装连接轴内流道进入到砂轮内腔，通过砂轮基体上的微小析出孔，精确且均匀的作用至磨削加工区域，对磨削加工区域进行润滑和冷却，保证加工件的磨削质量。
Description
技术领域
本发明涉及磨削加工领域，具体涉及一种表面电镀磨料内喷润滑液砂轮及包括该砂轮的磨削装置。
背景技术
随着现代机械制造技术的快速发展，磨削加工工艺逐渐向高效、高质量及高精度方向发展。近几年磨削加工技术快速发展，使得深切磨削、高速与超高速磨削、以及高效深切磨削技术迈上新台阶。但是，传统砂轮已经不能完全满足砂轮安全性、砂轮锋利度及磨粒耐磨性的高要求，并且传统浇注式磨削冷却方式，不能直接作用在磨削加工区域，显然不能够满足当下磨削加工技术要求。
发明专利《一种金属陶瓷基电镀砂轮》(公告号：CN103331704A)公开一种金属陶瓷基电镀砂轮，通过改进金属陶瓷基体的成分，提高金属陶瓷基体的散热性能，但是还是只能通过传统的浇注式磨削冷却，磨削液无法有效作用至磨削加工区域，使得磨削液浪费不能起到冷却的效果。
发明内容
为了能够更加有效且经济的解决砂轮磨削加工过程中的润滑、冷却、磨粒耐磨性不足以及砂轮锋利度不足等问题。本发明提供一种具有基体表面电镀磨料内喷润滑砂轮的磨削装置，砂轮基体表面采用增材工艺制造后，利用一种或多种制造工艺(如电镀工艺、喷涂工艺等)将磨粒(如立方氮化硼(CBN)、金刚石等)粘附于砂轮基体外圆面，利用本发明的磨削装置润滑冷却液可以直接作用在加工区域。
本发明的技术解决方案是提供一种表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，包括砂轮基体，上述砂轮基体中心具有通孔，其特殊之处在于：砂轮基体内部具有镂空网格状内腔及进油油路，进油油路的入口端通向砂轮基体的中心通孔，进油油路的出口端与镂空网格状内腔连通；
砂轮基体外圆面间隔设置磨削带，上述磨削带由粘附在砂轮基体上的磨粒组成；各磨削带沿砂轮基体的轴向设置，所有磨削带沿砂轮基体的外圆面周向排布，相邻两个磨削带之间开有与镂空网格状内腔连通的n个析出孔，其中n≥1。
优选地，为了润滑冷却液通过润滑冷却液析出孔流出并布满砂轮基体的外圆面，镂空网格状内腔为沿砂轮基体周向设置的环状。
优选地，上述进油油路沿砂轮基体内壁周向开设。
优选地，磨粒为立方氮化硼磨粒或金刚石磨粒。
优选地，n个析出孔沿相邻两个磨削带的中线位置设置。
优选地，砂轮基体采用增材制造工艺制造。
优选地，采用电镀工艺或喷涂工艺将磨粒粘附于基体外圆面。
优选地，采用单层电镀立方氮化硼工艺将磨粒粘附于基体外圆面，立方氮化硼粒度选择为80/100目，砂轮基体磨粒浓度为75％。
本发明还提供一种具有表面电镀磨料内喷润滑液砂轮的磨削装置，其特殊之处在于：包括安装连接轴、端面压板及上述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮；
安装连接轴插入砂轮基体的中心通孔内，砂轮基体通过端面压板与安装连接轴连接；
安装连接轴内部具有液体流道；
砂轮基体内部的镂空网格状内腔通过进油油路与安装连接轴内部的液体流道连通。
优选地，该磨削装置还包括设置在砂轮基体与安装连接轴接触面间的密封圈，用于防止润滑冷却液从砂轮基体中心通孔溢出。
本发明的有益效果是：
1、本发明砂轮基体采用增材工艺进行制造，使得其内腔形成镂空网格状，能很好解决传统工艺无法制造出的内腔以及内润滑液流道，在同等强度要求下，增材工艺制造出来的砂轮基体质量更轻。
2、由于砂轮基体金属层对磨粒的把持强度高，CBN砂轮较为锋利且磨削性能较强，磨削时磨削力相对较小，并且能在长时间内保持稳定的磨削状态。
3、砂轮表面磨粒磨损严重后，由于砂轮基体可以重复使用，故重新进行电镀或喷涂磨粒后砂轮将可重复使用，砂轮使用成本低。
4、与现有技术相比，本发明磨削装置整体设计结构简单，砂轮润滑、冷却效率更好，润滑液使用量更少；且修整简单，砂轮基体可以重复使用；
磨粒不易磨钝且只有轻微的粘附，磨粒以破碎和脱落为主，因此磨削比有了大幅上升，此外磨削温度也相对较低；同时润滑冷却液接入油路设计非常简洁易操作，通过析出将润滑冷却液直接作用至加工区域，能够大大的节约在磨削过程中润滑冷却液的使用量。
附图说明
图1是本发明的磨削装置正视图；
图2是本发明的磨削装置整体安装图；
图3是本发明的磨削装置剖视图；
图4是本发明的砂轮基体剖视图；
图5是本发明的磨削装置轴测图。
图中附图标记为：1-旋转接头，2-主轴，3-刀柄，4-安装连接轴，5-砂轮基体，6-端面压板，7-连接螺钉，8-连接螺栓，9-下密封圈，10-上密封圈，11-镂空网格状内腔，12-进油油路，13-析出孔，14-液体流道，15-磨削带。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。
从图1可以看出，本实施例磨削装置主要包括砂轮基体5、安装连接轴4及端面压板6，砂轮基体5通过端面压板6与安装连接轴4连接。
从图2及图3可以看出，本实施例磨削装置中的安装连接轴4通过刀柄3与设备主轴2连接，设备主轴2及刀柄3的中心开有润滑冷却液流道，安装连接轴4中开设有与设备主轴2的润滑冷却液流道连通的液体流道，外接润滑冷却液经主轴端部的旋转接头1进入到设备主轴2润滑冷却液流道及安装连接轴4的液体流道中。
从图3可以看出，砂轮基体5为中心具有通孔的环形部件，安装连接轴4插入砂轮基体5的通孔内，通过端面压板6、连接螺栓8及连接螺钉7将砂轮基体5固定在安装连接轴4上，连接螺栓8穿过端面压板6中心与安装连接轴4螺紧，连接螺钉7位于端面压板的四周将端面压板6与砂轮基体5固定；砂轮基体5内部具有镂空网格状内腔11，该内腔为沿砂轮基体周向设置环状腔体，沿砂轮基体内壁周向还开有进油油路12，当安装连接轴4插入砂轮基体5的通孔中时，进油油路12的入口与安装连接轴4的液体流道14连通，进油油路12的出口与镂空网格状内腔11连通，该镂空网格状内腔11的高度略小于砂轮基体5的高度，确保腔体内的润滑冷却液布满砂轮基体5的外圆面；砂轮基体5与安装连接轴4的接触面间设有密封圈，密封圈包括下密封圈9及上密封圈10，具体设置在进油油路12的上下方。
结合图1及图5，可以看出，砂轮基体5的外圆面间隔设有磨削带15，各磨削带15沿砂轮基体5轴向设置，所有磨削带15沿砂轮基体5外圆面周向排布，磨削带15由粘附在砂轮基体上的磨粒构成，相邻磨削带之间还开有与内腔连通的多个析出孔13，多个析出孔沿两个磨削带之间的中线排布。
本实施例中砂轮基体采用增材制造工艺进行制造，砂轮基体内部的镂空网状结构、进油油路以及析出孔等结构一次成型制造。基体制造完成以后采用电镀工艺或喷涂工艺等制造工艺将磨粒粘附于基体外圆面。优选的方案之一为：采用单层电镀立方氮化硼(CBN)工艺，CBN粒度选择为80/100目，砂轮磨粒浓度为75％，将立方氮化硼电镀至外圆面上；在电镀过程中采用特殊工装，将析出孔覆盖住，避免电镀磨粒可能对析出孔出现的堵塞现象。
砂轮基体制造完成后需要先经过外圆修整加工以及动平衡测试。将上下密封圈固定在砂轮基体上后，通过连接螺栓、连接螺钉以及端面压板，将砂轮基体安装至安装连接轴上，整体安装完成后，砂轮与安装连接轴整体通过刀柄与设备主轴相连接。
在对零件进行磨削加工时，润滑冷却液在预压力的作用下流经主轴以及刀柄以及安装连接轴的内流道，通过砂轮基体的润滑冷却液经进油油路进入到镂空网格状内腔中，然后磨削液在预压力以及离心力双重作用下，再通过砂轮基体上的析出孔，精确且均布的直接作用至磨削加工区域，对磨削加工区域进行润滑和冷却，保证加工件的磨削质量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，包括砂轮基体，所述砂轮基体中心具有通孔，其特征在于：砂轮基体内部具有镂空网格状内腔及进油油路，进油油路的入口端通向砂轮基体的中心通孔，进油油路的出口端与镂空网格状内腔连通；
砂轮基体外圆面间隔设置磨削带，所述磨削带由粘附在砂轮基体上的磨粒组成；各磨削带沿砂轮基体的轴向设置，所有磨削带沿砂轮基体的外圆面周向排布，相邻两个磨削带之间开有与镂空网格状内腔连通的n个析出孔，其中n≥1。
2.根据权利要求1所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：镂空网格状内腔为沿砂轮基体周向设置的环状。
3.根据权利要求2所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：所述进油油路沿砂轮基体内壁周向开设。
4.根据权利要求3所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：磨粒为立方氮化硼磨粒或金刚石磨粒。
5.根据权利要求4所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：n个析出孔沿相邻两个磨削带的中线位置设置。
6.根据权利要求5所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：砂轮基体采用增材制造工艺制造。
7.根据权利要求6所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：采用电镀工艺或喷涂工艺将磨粒粘附于基体外圆面。
8.根据权利要求7所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮，其特征在于：采用单层电镀立方氮化硼工艺将磨粒粘附于基体外圆面，立方氮化硼粒度选择为80/100目，砂轮基体磨粒浓度为75％。
9.一种具有表面电镀磨料内喷润滑液砂轮的磨削装置，其特征在于：包括安装连接轴、端面压板及权利要求1-8任一所述的表面电镀磨料内喷润滑液砂轮；
安装连接轴插入砂轮基体的中心通孔内，砂轮基体通过端面压板与安装连接轴连接；
安装连接轴内部具有液体流道；
砂轮基体内部的镂空网格状内腔通过进油油路与安装连接轴内部的液体流道连通。
10.根据权利要求9所述的具有表面电镀磨料内喷润滑液砂轮的磨削装置，其特征在于：还包括设置在砂轮基体与安装连接轴接触面间的密封圈，用于防止润滑冷却液从砂轮基体中心通孔溢出。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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