專利名稱：釬焊金剛石熱管砂輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種釬焊金剛石熱管砂輪，它將熱管換熱技術引入磨削加工，特 別適用于高速磨削加工難加工材料時對磨削弧區(qū)進行強化換熱。
技術背景在磨削加工中，為了疏導磨削弧區(qū)產生的熱量，降低磨削溫度，通常采用向 弧區(qū)噴射冷卻液的辦法來達到及時冷卻的目的。但在實際磨削加工中，由于磨削 弧區(qū)本身是一個相對十分密閉的區(qū)域，冷卻液等介質很難進入到弧區(qū)進行強化換 熱，因此很容易造成砂輪或者工件的燒傷。在對難加工材料進行加工時，這個問 題更加突出，原因在于， 一方面，磨削難加工材料通常使用金剛石等超硬材料作 為磨料，而金剛石本身石墨化的溫度較低(例如單層高溫釬焊鍍膜金剛石砂輪， 80(TC時金剛石就會發(fā)生石墨化轉變)，磨削弧區(qū)的高溫極易造成砂輪失效；另一 方面，難加工材料大都具有導熱性差、化學性質活潑等特點，而這些特點造成加 工時產生的熱量很難通過工件向外傳導，而這些熱量造成的高溫又極易造成難加 工材料工件的表面的熱損傷。鑒于以上原因，尋求新的磨削弧區(qū)的強化換熱方法，開發(fā)出新型的有利于疏 導磨削弧區(qū)熱量的砂輪，對于防止砂輪失效以及減少難加工材料表面的熱損傷有 著十分重要的意義。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為磨削難加工材料提供一種換熱效率高并且結構簡單、綠色 環(huán)保的新型釬焊金剛石熱管砂輪，它特別適用于高速磨削加工難加工材料時對磨 削弧區(qū)進行強化換熱。本發(fā)明利用熱管冷卻技術對磨削弧區(qū)進行強化換熱。難加工材料導熱性很 差，僅對工件進行冷卻很難達到降低磨削溫度的目的，而本發(fā)明利用金剛石磨料 優(yōu)異的導熱性能，把磨削弧區(qū)中產生的熱量通過金剛石磨料迅速轉移到砂輪基 體，而砂輪基體上的熱管又將熱量迅速傳導出去，以有效降低難加工材磨削料時 的磨削溫度。熱管技術是目前最有效的換熱方式，其換熱能力遠遠高于其他換熱 方式，而且還能達到低能耗的目的。因此，本發(fā)明確保了在難加工材料磨削加工 中砂輪表面超硬磨料和難加工材料工件不受熱損傷，提高了砂輪的使用壽命，改 善了被加工材料的表面質量。本發(fā)明涉及的熱管砂輪由于熱管布置形式的不同，分為兩種結構-
第一種釬焊金剛石熱管砂輪，其特征在于，包括砂輪基體、熱管、節(jié)塊，所 述砂輪基體沿圓周方向，加工出均勻分布的槽、光孔以及螺紋通孔，所述節(jié)塊加 工有盲孔，斷續(xù)、均勻地分布固定在砂輪基體上，所述熱管熱端插入節(jié)塊盲孔底 部，穿過砂輪基體的光孔，熱管冷端位于砂輪基體的槽內。根據(jù)權利要求l所述 的釬焊金剛石熱管砂輪，其特征在于，所述節(jié)塊斷續(xù)、均勻地分布在砂輪基體上。第二種釬焊金剛石熱管砂輪，其特征在于，包括砂輪基體、環(huán)形熱管、蓋板， 所述砂輪基體，沿外圓工作面內側加工出一環(huán)形槽，所述環(huán)形熱管埋入砂輪基體 上的環(huán)形槽內，所述蓋板通過螺栓連接固定在砂輪基體上，并將環(huán)形熱管軸向固 定。


圖1和圖2為第一種結構的釬焊金剛石熱管砂輪示意圖，其中圖l為各部 件示意圖，圖2為組成結構示意圖。圖中標號名稱1、砂輪基體，2、熱管，3、 節(jié)塊，4、內六角螺釘圖3和圖4為第二種結構的釬焊金剛石熱管砂輪示意圖，其中圖3為各部 件示意圖，圖4為組成結構示意圖。圖中標號名稱1、螺母，2、墊圈，3、砂 輪基體，4、環(huán)形熱管，5、蓋板，6、螺栓具體實施方式
如圖1和圖2所示，砂輪結構由砂輪基體l、熱管2和節(jié)塊3組成。在裝配 時可先將熱管2的熱端涂上一層導熱膠，然后插入到節(jié)塊3盲孔的底部，盲孔的 底部距離節(jié)塊的外邊緣的距離要在強度允許的前提下，盡可能的小，接著將其穿 過砂輪基體1的光孔，讓熱管2冷端放置在砂輪基體1相應的槽內，調整好間隙， 使熱管在盲孔中不晃動，最后用內六角螺釘4將節(jié)塊3固定在砂輪基體1上。磨 削加工時，磨削產生的熱量通過節(jié)塊3傳導到熱管熱端，導致熱端內的工質沸騰， 沸騰的工質汽化后到達冷端，在冷端采用吹冷風或冷氣的冷卻方式，則汽化后的 工質在冷端液化并放出熱量，冷凝的工質在離心力的作用下，沿著管壁回到熱端， 完成一個工作循環(huán)。如圖3和圖4所示，砂輪結構主要由砂輪基體3、環(huán)形熱管4和蓋板5組成。 裝配時，先將環(huán)形槽內或者環(huán)形熱管4上涂上導熱膠，然后將環(huán)形熱管裝入環(huán)形 槽，最后將蓋板5通過螺栓連接固定在砂輪基體上。磨削加工時，與磨削弧區(qū)對 應的熱管段作為熱管熱端，磨削產生的熱量通過磨粒傳遞到基體，然后傳遞到熱 管熱端，引起工作液蒸發(fā)，不在磨削弧區(qū)的熱管段均作為熱管冷端，可用風冷或
水冷進行冷卻，工作液在熱端蒸發(fā)后，進入冷端，冷卻并液化后又回流至熱端， 完成一個工作循環(huán)。本發(fā)明所涉及的兩種釬焊金剛石熱管砂輪，結構簡單，加工方便，適用于高 溫釬焊超硬磨料工具對難加工材料進行磨削的加工領域。采用金剛石作為磨料，磨料本身具有極高的導熱能力，減小了磨削弧區(qū)與熱 管管壁間的熱阻?？紤]到難加工材料磨削時熱流密度大，熱管冷端釆用吹冷風或 冷氣進行冷卻，保證工作液迅速液化。由于采用熱管作為傳熱元件，可直接疏導 磨削弧區(qū)積聚的熱量，有效避免了超硬磨料工具和難加工材料工件表面的熱損 傷，并且不使用磨削液，綠色環(huán)保。
權利要求
1、一種釬焊金剛石熱管砂輪，其特征在于，包括砂輪基體(1)、熱管(2)、節(jié)塊(3)，所述砂輪基體(1)沿圓周方向，加工出均勻分布的槽、光孔以及螺紋通孔，所述節(jié)塊(3)加工有盲孔，斷續(xù)、均勻地分布固定在砂輪基體(1)上，所述熱管(2)熱端插入節(jié)塊(3)盲孔底部，穿過砂輪基體(1)的光孔，熱管(2)冷端位于砂輪基體(1)的槽內。
2、 一種釬焊金剛石熱管砂輪，其特征在于，包括砂輪基體(3)、環(huán)形熱管(4)、 蓋板(5)，所述砂輪基體(1)，沿外圓工作面內側加工出一環(huán)形槽，所述環(huán)形熱 管(4)埋入砂輪基體(1)上的環(huán)形槽內，所述蓋板(5)通過螺栓連接固定在 砂輪基體(1)上，并將環(huán)形熱管(4)軸向固定。
全文摘要
一種釬焊金剛石熱管砂輪，屬金剛石砂輪，該砂輪有兩種結構第一種砂輪結構，由砂輪基體(1)、熱管(2)和節(jié)塊(3)組成。第二種砂輪結構，主要由砂輪基體(3)、環(huán)形熱管(4)和蓋板(5)組成。由于采用熱管作為傳熱元件，可直接疏導磨削弧區(qū)積聚的熱量，有效避免了超硬磨料工具和難加工材料工件表面的熱損傷，并且不使用磨削液，綠色環(huán)保。
文檔編號B24D5/10GK101157205SQ200710190139
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權日2007年11月15日
發(fā)明者傅玉燦, 徐九華, 蘇宏華, 旭 陳, 可 馬 申請人:南京航空航天大學