WO2021228170A1 - 一种全磨削面正相关通水结构的异形轮 - Google Patents
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Abstract
一种全磨削面正相关通水结构的异形轮，包括基体(1)，基体(1)的外壁附着有磨削层，磨削层的外侧圆周面为磨削面(101)，基体(1)的顶面设有进水口，其底面设有用于连接外部设备的连接孔，还包括多个通水槽(2)，多个通水槽(2)以基体(1)的中轴线为轴环绕一周且密集开设在基体(1)上，通水槽(2)连通基体(1)的内侧和磨削面(101)，且通水槽(2)轴向覆盖整个磨削面(101)，磨削面(101)上轴向各磨削点对应通水槽(2)的累积圆周总长与该磨削点的磨削面积成正相关设置。该异形轮轴向全磨削面设置通水槽，受到的气流屏障影响小，密集布置，可方便构成内冷模式。利用离心力的正向作用，使冷却水包容异形轮的整个磨削面。
Description
本发明涉及砂轮工具技术领域，具体涉及一种全磨削面正相关通水结构的异形轮。
如图1-2所示，现有技术的异形轮(即砂轮)在基体上周向的设置几个通水孔10，如图2中标示C所示，通过几个通水孔10实施冷却，通水孔10量数量较少，出水量也非常有限，无法构成磨削全程的内冷模式。通水孔10通常布局在砂轮磨削区轴向中部的圆周上，如图2中标示D所示，轴向不能包容整个磨削区，且通水孔10轴向长度小于磨削区轴向长度，加工工件初始接触砂轮或将离开砂轮时，如果接触点不在通水孔10轴向所覆盖的区域，则得不到或得到很微弱的冷却。通水孔10通常为圆形，致使砂轮上下端的水流量相对较小。外冷模式，在离心力不利作用下，很难对砂轮小径区域实施冷却。砂轮高速旋转过程中会形成气流屏障，在气流屏障作用下，高速磨削问题更为严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种全磨削面正相关通水结构的异形轮。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种全磨削面正相关通水结构的异形轮，包括基体，所述基体的外壁附着有磨削层，所述磨削层的外侧圆周面为磨削面，所述基体的顶面设有进水口，其底面设有用于连接外部设备的连接孔，还包括多个通水槽，多个所述通水槽以所述基体的中轴线为轴 环绕一周且密集开设在所述基体上，所述通水槽连通所述基体的内侧和磨削面，且所述通水槽轴向覆盖整个磨削面，即通水槽开口的轴向高度包容加工工件被磨削区域的轴向高度，所述磨削面上轴向各磨削点对应通水槽的累积圆周总长与该磨削点的磨削面积成正相关设置。
上述提及的正相关是指自变量增长，因变量也随着增长，也就是说，轴向各点的通水槽开口与加工余量(该点的磨削面积)成正相关关系，即加工余量越大，通水槽的开口越大。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下进一步的改进。
进一步，所述磨削面上轴向各点对应通水槽的累积圆周总长为n*Wi，其中，i为磨削面上的磨削点，n为通水槽的条数，Wi为磨削点i处对应通水槽的开口宽度。
设i点的磨削面积为S，累积圆周总长(n*Wi)与磨削面积S成正比。
本发明的有益效果是：
1、供水口由异形轮端面的进水口进入，通水槽周向密集布置，具有冷却工作面的作用。
2、异形轮轴向全磨削面设置通水槽，受到的气流屏障影响小，密集布置，可方便构成内冷模式。
3、利用离心力的正向作用，使冷却水包容异形轮的整个磨削面。
4、轴向各点的通水槽开口与加工余量(该点的磨削面积)成正相关关系，即加工余量越大，通水槽的开口越大。
5、解决了整体一次性制作难以实施全磨削面施加冷却水的工艺难题，大大降低了制作成本。
图1为本发明实施例提供的现有技术异形轮的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的现有技术异形轮的通水孔的示意图；
图3为本发明实施例提供的全磨削面正相关通水结构的异形轮的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的垫块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的通水槽的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的开设通水槽的原理图；
图7为本发明实施例提供的通水螺旋槽的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的抽水部件的俯视图；
图9为本发明实施例提供的抽水部件的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的抽水部件与基体的连接示意图；
图11为本发明实施例提供的环形槽体的示意图；
图12为本发明实施例提供的圆弧轮通水槽的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的冷却水在圆弧轮中流动的示意图；
图14为本发明实施例提供的圆弧轮的剖视图；
图15为本发明实施例提供的开设小直径砂轮通水槽的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的小直径砂轮的剖视图；
图17为本发明实施例提供的冷却水在小直径砂轮中流动的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、基体，2、通水槽，3、基体通水螺旋槽，4、垫块，5、垫块通水螺旋槽，6、抽水部件，7、垫块环形槽体，8、基体环形槽体，9、加工工件，10、通水孔，101、磨削面，601、内环，602、外环，603、抽水叶片。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图3-5所示，一种全磨削面正相关通水结构的异形轮，包括基体1，所述基体1的外壁附着有磨削层，所述磨削层的外侧圆周面为磨削面101，所述基体1的顶面设有进水口，其底面设有用于连接外部设备的连接孔，还包括多个通水槽2，多个所述通水槽2以所述基体1的中轴线为轴环绕一周且密集开设在所述基体1上，所述通水槽2连通所述基体1的内侧和磨削面101，且所述通水槽2轴向覆盖整个磨削面101，即通水槽2开口的轴向高度包容加工工件10被磨削区域的轴向高度，所述磨削面101上轴向各磨削点对应通水槽2的累积圆周总长与该磨削点的磨削面积成正相关设置。
具体地，所述磨削面101上轴向各点对应通水槽2的累积圆周总长为n*Wi，其中，i为磨削面101上的磨削点，n为通水槽2的条数，Wi为磨削点i处对应通水槽2的开口宽度。
设i点的磨削面积为S，累积圆周总长(n*Wi)与磨削面积S成正比。
加工余量由内径至外径方向逐渐增大，则通水槽的开口宽度从内径至外径方向逐渐增大。
不同的加工工件10造型，轴向各点磨削面积不一样，如图6所示：A点磨削面积S1大于B点磨削面积S2,磨削面积越大，越需要更多的水去冷却，水槽开口设计就可以根据用水量不同，对应的设计不同大小的开口。如图中A点需要水比B点多，对应设计水槽开口宽度W1大于W2。磨削面轴向各点的供水通道累计圆周总长(n*W)与该点磨削面积(S)正相关设置。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述磨削面101上轴向各点对应通水槽2的累积圆周总长为n*Wi，其中，i为磨削面101上的磨削点，n为通水槽2的条数，Wi为磨削点i处对应通水槽2的开口宽度。
上述实施例中，加工余量大的位置，对应的通水槽2的开口宽度随着增大，能够满足冷却需求。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图7所示，还包括基体通水螺旋 槽3，所述基体通水螺旋槽3以螺旋环绕的方式设置在所述基体1内壁的中部，且所述基体通水螺旋槽3向所述基体1内部凹陷。
上述实施例中，异形轮旋转时，一部分水在螺旋槽作用下轴向提高，供给磨削(切削)面积更大的部位。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图4所示，还包括用于与外部设备连接的垫块4，所述垫块4为中心设有连接孔的环形块状结构，所述垫块4的连接孔与所述基体1的连接孔共轴线且固定设置在所述基体1的内部。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图7所示，还包括垫块通水螺旋槽5，所述垫块通水螺旋槽5以螺旋环绕的方式设置在所述垫块4外壁的中部，且所述垫块通水螺旋槽5向所述垫块4的内部凹陷。
上述实施例中，异形轮旋转时，一部分水在螺旋槽作用下轴向提高，供给磨削(切削)面积更大的部位。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图8-10所示，还包括抽水部件，所述抽水部件6设置在所述垫块4与所述基体1之间且位于所述基体1的进水口处；所述抽水部件6包括内环601、外环602和多个抽水叶片603，所述外环602套在所述内环601外，所述抽水叶片603横跨连接在所述内环601与外环602之间，多个抽水叶片603周向且间隔分布。
上述实施例中，抽水叶片603能够将冷却水抽入砂轮内，增加供水量，并且起到支撑砂轮的作用。
可选地，作为本发明的一个实施例，如图11所示，所述垫块4与所述抽水部件6对应处设有垫块环形槽体7，所述基体1与所述抽水部件6对应处设有基体环形槽体8，所述内环601和外环602分别嵌入所述垫块环形槽体7内和所述基体环形槽体8内并固定连接为一体。
不同的加工工件10造型，轴向各点磨削面积不一样，如图12-14所示，例如圆弧轮，环绕一周的设有圆弧状的通水槽，因靠近圆弧轮两端端面处的 加工余量比中部的加工余量大，因此靠近两端端面开口的宽度大于中部的宽度。如图13中的箭头为冷却水流动路径。
如图15-17所示，例如小直径砂轮，环绕一周的设有圆弧状的通水槽，因靠近小直径砂轮下端面处的加工余量比中部及上端的加工余量大，因此靠近下端面通水槽开口的宽度大于中部及上端的宽度，小直径砂轮的通水槽由上端至下端开口呈逐渐变宽的形状。如图17中的箭头为冷却水流动路径。
本发明供水口由异形轮端面的进水口进入，通水槽周向密集布置，具有冷却工作面的作用。异形轮轴向全磨削面设置通水槽2，受到的气流屏障影响小，密集布置，可方便构成内冷模式。利用离心力的正向作用，使冷却水包容异形轮的整个磨削面。轴向各点的通水槽2开口与加工余量(该点的磨削面积)成正相关关系，即加工余量越大，通水槽2的开口越大。解决了整体一次性制作难以实施全磨削面施加冷却水的工艺难题，大大降低了制作成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
- 一种全磨削面正相关通水结构的异形轮，其特征在于，包括基体(1)，所述基体(1)的外壁附着有磨削层，所述磨削层的外侧圆周面为磨削面(101)，所述基体(1)的顶面设有进水口，其底面设有用于连接外部设备的连接孔，还包括多个通水槽(2)，多个所述通水槽(2)以所述基体(1)的中轴线为轴环绕一周且密集开设在所述基体(1)上，所述通水槽(2)连通所述基体(1)的内侧和磨削面(101)，且所述通水槽(2)轴向覆盖整个磨削面(101)，所述磨削面(101)上轴向各磨削点对应通水槽(2)的累积圆周总长与该磨削点的磨削面积成正相关设置。
- 根据权利要求1所述的异形轮，其特征在于，所述磨削面(101)上轴向各点对应通水槽(2)的累积圆周总长为n*Wi，其中，i为磨削面(101)上的磨削点，n为通水槽(2)的条数，Wi为磨削点i处对应通水槽(2)的开口宽度。
- 根据权利要求1所述的异形轮，其特征在于，还包括基体通水螺旋槽(3)，所述基体通水螺旋槽(3)以螺旋环绕的方式设置在所述基体(1)内壁的中部，且所述基体通水螺旋槽(3)向所述基体(1)内部凹陷。
- 根据权利要求1至3任一项所述的异形轮，其特征在于，还包括用于与外部设备连接的垫块(4)，所述垫块(4)为中心设有连接孔的环形块状结构，所述垫块(4)的连接孔与所述基体(1)的连接孔共轴线，且所述垫块(4)固定设置在所述基体(1)的内部。
- 根据权利要求4所述的异形轮，其特征在于，还包括垫块通水螺旋槽(5)，所述垫块通水螺旋槽(5)以螺旋环绕的方式设置在所述垫块(4)外壁的中部，且所述垫块通水螺旋槽(5)向所述垫块(4)的内部凹陷。
- 根据权利要求4所述的异形轮，其特征在于，还包括抽水部件，所述 抽水部件(6)设置在所述垫块(4)与所述基体(1)之间且位于所述基体(1)的进水口处；所述抽水部件(6)包括内环(601)、外环(602)和多个抽水叶片(603)，所述外环(602)套在所述内环(601)外，所述抽水叶片(603)横跨连接在所述内环(601)与外环(602)之间，多个抽水叶片(603)周向且间隔分布。
- 根据权利要求6所述的异形轮，其特征在于，所述垫块(4)与所述抽水部件(6)对应处设有垫块环形槽体(7)，所述基体(1)与所述抽水部件(6)对应处设有基体环形槽体(8)，所述内环(601)和外环(602)分别嵌入所述垫块环形槽体(7)内和所述基体环形槽体(8)内并固定连接为一体。
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