CN202411980U

CN202411980U - 一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置

Info

Publication number: CN202411980U
Application number: CN 201120465855
Authority: CN
Inventors: 张捷; 廖映华; 张良栋; 王春
Original assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Current assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-11-22

Abstract

本实用新型公开了一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，包括砂轮护罩、内冷却砂轮、砂轮架、旋转接头、管接头、护罩侧盖和防雾罩，其中内冷却砂轮通过垫圈和锁紧螺母Ⅰ固定在砂轮架上，砂轮架通过锁紧螺母Ⅱ固定在磨床的主轴上，旋转接头呈漏斗状，其斗状端与砂轮架固定连接，并由密封垫圈Ⅱ静密封，其管状端内环形面与固定在护罩侧盖上的管接头的外环形配合，并由密封件动密封，切削液通过旋转接头与砂轮架之间的液流通道流入内冷却砂轮内部，并在离心力和液压力的作用下从内冷却砂轮内部的液流通道向外直接喷射到磨削区，实现内冷却，本装置冷却效果好，加工质量高，通用性好，投入成本低，使用更环保，便于推广应用。

Description

一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置

技术领域

本实用新型涉及卧轴矩台平面磨床技术领域，尤其涉及一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置。

背景技术

磨床进行磨削作业过程中会产生较大的热量，导致温度过高，而常规所采用的冷却方法在某些精度及表面质量要求高的场合下已经明显不能满足要求，经常出现冷却不足，造成磨削烧伤、裂纹等质量问题。从国内外的研究来看，内冷却磨削是一种公认的最有效的磨削冷却方式，这种冷却方式可以有效降低磨削区温度，避免产生磨削烧伤、裂纹，从而提高磨削加工质量。自上世纪40年代起，国内外的学者就对内冷却磨削进行了大量研究，这些研究主要集中在开槽砂轮切削液内冷却、多孔隙烧结型砂轮切削液内冷却、径向开孔电镀CBN砂轮低温冷气内冷却、径向开孔砂轮切削液内冷却等几个方面。开槽砂轮切削液内冷却和多孔隙烧结型砂轮切削液内冷却技术较为成熟，在生产中已经有所应用，但是开槽砂轮的开槽工艺复杂，成本高，同时在冷却过程中出现冷却盲区，也无法实现连续冷却。对于径向开孔电镀CBN砂轮低温冷气内冷却和径向开孔砂轮切削液内冷却技术，目前尚处于实验室研究阶段，其存在的主要问题是用低温冷气冷却有很好的冷却效果，但低温冷气的抽取，压缩、密封等装置要求严格，使得配置成本高，因此切削液的冷却方式在目前还是最主要的，是冷气无法取代的；径向开孔砂轮由于其与试件接触角度较大，因此与试件的碰撞会产生较大的振动，并且会导致磨损加快，砂轮寿命缩短，使加工质量不稳定；开孔砂轮制造困难，难于批量化生产，同时需要专用设备，因此成本较高；内冷却磨削时，切削液雾化会影响工人的操作，并造成环境污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在卧轴平面磨床上使用的内冷却平面磨削装置，其目的在于卧轴矩台平面磨床可实现一些传统外冷却磨削不能加工或加工困难的材料的内冷却磨削加工，扩大磨床加工范围，从而为材料切削提供了一种有效的加工途径。

为了达到上述目的，本实用新型的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置通过以下技术方案实现：一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置包括砂轮护罩、内冷却砂轮、砂轮架、旋转接头、管接头、护罩侧盖和防雾罩，其中左、右端面设有密封垫圈Ⅰ的内冷却砂轮通过垫圈和锁紧螺母Ⅰ固定在砂轮架上，砂轮架通过锁紧螺母Ⅱ固定在磨床的主轴上，内冷却砂轮通过密封垫圈Ⅰ分别与砂轮架和垫圈静密封，而垫圈与砂轮架外环形面则由密封圈静密封；所述旋转接头呈漏斗状，其斗状端与砂轮架固定连接，并由密封垫圈Ⅱ静密封，其管状端内环形面与固定在护罩侧盖上的管接头的外环形配合，并由密封件动密封，从而形成由管接头到内冷却砂轮的切削液通道；所述护罩侧盖与固定在磨床主轴箱上的砂轮护罩固定连接，共同形成对内冷却砂轮及其连接工装的外部保护结构，并在护罩侧盖和砂轮护罩下端均设有防雾罩，避免切削液雾化，以保证加工过程环保，不影响操作。

本装置所涉及的内冷却砂轮安装在卧轴平面磨床的主轴上，内设有切削液流动通道，通道端头与内冷却砂轮内部液流通道相通，另一端头与旋转接头相连，旋转接头外接供液管道。加工时，切削液通过外部供液管道提供的切削液通过旋转接头、内冷却砂轮工装内部的通道，流入内冷却砂轮内部，并在离心力和液压力的作用下从内冷却砂轮内部的液流通道沿加工平面切向流出，实现对磨削区的冷却。

作为优化，所述的内冷却砂轮上交错排布有成切开线形状的液流通道，所开液流通道的直径优选为1mm，个数范围在40～60之间，并且采用低燃点、易碳化材料作为型芯，形成内冷却砂轮切开线流道，使切削液沿加工平面切向流出，以减小内冷却磨削造成的工艺系统振动，提高切削液冷却效果，解决了由于内冷却磨削造成的表面粗糙度值增大、加工精度降低等问题。

切开线是一种曲线形态，如图5所示，在把两个不同直径的圆之间再分出若干圆，然后以直径最小的圆上的一点为基点绘制该圆的切线，然后再以切线与直径稍大的下一个圆的交点绘制其切线，如此直到直径最大的圆，最后用光滑曲线连接所有的交点，该光滑曲线称之为切开线。

作进一步优化，所述的成切开线形状的液流通道，单圈流道个数不多于15个，单圈流道数超过一定数量时，再增加流道数量对冷却效果的影响不明显，且减少单圈流道个数以保证砂轮强度，降低砂轮制造工艺难度。

作为优化，所述的旋转接头的斗状端通过带有弹簧垫圈的连接螺钉固定在砂轮架上，提高连接强度和稳定性，降低磨削加工产生的振动对结构稳固性的影响。

作为优化，所述的管接头通过带有弹簧垫圈的螺栓和螺母固定在护罩侧盖上，提高连接强度和稳定性，降低磨削加工产生的振动对结构稳固性的影响。

作为优化，所述的防雾罩上设有观察窗，便于对磨削加工过程进行观察，从而利于精确控制切削液流量，提高磨削质量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要有以下几点：1、采用内冷却破坏磨削区的封闭性，从而提高冷却效果，降低磨削区温度，避免磨削烧伤、裂纹，提高磨削加工质量；2、内冷却砂轮采用切开线流道，可减小砂轮的振动，进一步提高内冷却磨削加工的质量；3、通过控制切削液流量来减轻切削液雾化，设置防务装置控制雾化影响区域，这样既可使得磨削过程更环保，又不影响操作；4、在通用的卧轴平面磨床利用内冷却砂轮和内冷却砂轮工装实现内冷却平面磨削，装置的通用性好，成本低，推广应用容易。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本实用新型半剖视图；

图2为内冷却砂轮结构示意图；

图3为内冷却砂轮A-A图；

图4为内冷却砂轮B-B图；

图5为切开线示意图。

图中标记：砂轮护罩1、内冷却砂轮2、砂轮架3、旋转接头4、管接头5、护罩侧盖6、防雾罩7、密封垫圈Ⅰ8、垫圈9、锁紧螺母Ⅰ10、锁紧螺母Ⅱ11、密封圈12、密封件13、连接螺钉14、螺栓15、螺母16、观察窗17。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置包括砂轮护罩1、内冷却砂轮2、砂轮架3、旋转接头4、管接头5、护罩侧盖6和防雾罩7，其中左、右端面设有密封垫圈Ⅰ8的内冷却砂轮2通过垫圈9和锁紧螺母Ⅰ10固定在砂轮架2上，砂轮架2通过锁紧螺母Ⅱ11固定在磨床的主轴上，内冷却砂轮2通过密封垫圈Ⅰ8分别与砂轮架3和垫圈9的静密封，而垫圈9与砂轮架3外环形面则由密封圈12静密封；所述旋转接头4呈漏斗状，其斗状端与砂轮架3固定连接，并由密封垫圈Ⅱ11静密封，其固定连接方式可选用通过带有弹簧垫圈的连接螺钉14将旋转接头4固定在砂轮架上，但不仅限于此种固定连接方式，旋转接头5的管状端内环形面与固定在护罩侧盖6上的管接头5的外环形配合，并由密封件13动密封，从而形成由管接头5到内冷却砂轮2的切削液流动通道，管接头5与护罩侧盖6可选用带有弹簧垫圈的螺栓15和螺母16进行固定连接，但不仅限于此种固定连接方式；所述护罩侧盖6与固定在磨床主轴箱上的砂轮护罩1固定连接，共同形成对内冷却砂轮2及其连接工装的外部保护结构，其中，在护罩侧盖6和砂轮护罩1下端均设有防雾罩7，避免切削液雾化，以保证加工过程环保，不影响操作，防雾罩7上还设有观察窗17，便于对磨削加工过程进行观察，从而利于精确控制切削液流量，提高磨削质量，防雾罩7与护罩侧盖6和砂轮护罩1可选用锁紧螺母进行固定连接，但不仅限于此种固定连接方式。如图2、图3和图4中所示，在内冷却砂轮开有成切开线形状的液流通道，交错排布，所开的液流通道流道直径优选为1mm，个数范围在40～60之间，并且采用低燃点、易碳化材料作为型芯，形成内冷却砂轮切开线流道，使切削液沿加工平面切向流出，以减小内冷却磨削造成的工艺系统振动，提高切削液冷却效果，解决了由于内冷却磨削造成的表面粗糙度值增大、加工精度降低等问题。

为了使旋转接头4磨削加工时能够自由回转，必须保证砂轮护罩1与砂轮所在的磨床主轴之间有较高的同轴度要求，且要求砂轮护罩1要具有较高的刚度，同时砂轮护罩1起安全保护作用，并且为了保证旋转接头能够工作良好，要求且具有合适的高度和较高的加工精度。在使用前，需要首先对砂轮进行修整。在磨削加工时，首先启动主电机使得磨床主轴转动，待磨床主轴工作平稳后，慢慢打开切削液供液开关，切削液通过管接头5进入，经过旋转接头12与砂轮架2之间形成的切削液通道，进入内冷却砂轮2内部，在离心力和液压力的作用下从内冷却砂轮内部的液流通道沿加工平面切向喷出，实现磨削区内冷却。通过防雾罩7上的观察窗18可对磨削加工过程进行观察，以利于精确控制切削液流量，提高磨削质量。所述砂轮架3用于安装内冷却砂轮2，同时提供液流通道保证切削液能够流入到内冷却砂轮2的内部，本装置中所采用的密封垫圈Ⅰ8、密封垫圈Ⅱ11、密封圈12和密封件13，实现组件间的静密封，用于防止切削液从液流通道中泄漏，以提高切削液的利用率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：包括砂轮护罩、内冷却砂轮、砂轮架、旋转接头、管接头、护罩侧盖和防雾罩，其中左、右端面设有密封垫圈Ⅰ的内冷却砂轮通过垫圈和锁紧螺母Ⅰ固定在砂轮架上，砂轮架通过锁紧螺母Ⅱ固定在磨床的主轴上，所述垫圈与砂轮架外环形面由密封圈静密封；所述旋转接头呈漏斗状，其斗状端与砂轮架固定连接，并由密封垫圈Ⅱ静密封，其管状端内环形面与固定在护罩侧盖上的管接头的外环形配合，并由密封件动密封；所述护罩侧盖与固定在磨床主轴箱上的砂轮护罩固定连接，在护罩侧盖和砂轮护罩下端均设有防雾罩。

2.根据权利要求1所述的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：所述的内冷却砂轮上交错排布有成切开线形状的液流通道，所开液流通道的直径为1mm，个数范围在40～60之间。

3.根据权利要求2所述的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：所述的成切开线形状的液流通道，单圈流道个数不多于15个。

4.根据权利要求1所述的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：所述的旋转接头的斗状端通过带有弹簧垫圈的连接螺钉固定在砂轮架上。

5.根据权利要求1所述的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：所述的管接头通过带有弹簧垫圈的螺栓和螺母固定在护罩侧盖上。

6.根据权利要求1所述的一种卧轴平面磨床用内冷却平面磨削装置，其特征在于：所述的防雾罩上设有观察窗。