[发明专利]一种振荡热管节块砂轮及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及砂轮结构，尤其涉及一种振荡热管节块砂轮及其制作方法。

背景技术

在难加工材料的高效磨削过程中，产生的大部分热量积聚在磨削弧区中，造成磨削弧区的温度积聚升高，就会导致加工工件表面的烧伤、氧化、产生残余应力和微裂纹等热损伤以及砂轮的堵塞和磨粒钝化。传统的冷却方法是将大量的冷却液引入磨削弧区进行冷却，但是由于冷却液的成膜沸腾，冷却液的冷却效果较差，而且冷却液的大量使用会污染环境。因此如何绿色、有效的强化弧区散热成为难加工材料磨削加工中亟待解决的问题。

目前已有人提出将热管技术运用到砂轮中，利用热管的高导热性来强化弧区散热，但是普通的热管砂轮加工，加工成本很高，制作周期长，且在实际磨削过程中存在稳定性差的问题；而且一旦普通热管砂轮的磨削部位磨钝，热管砂轮便整体报废，势必造成资源的严重浪费，这有悖于当今机械加工绿色、低能耗的发展理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振荡热管节块砂轮及其制作方法，以降低生产成本并且提高换热效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种振荡热管节块砂轮，包括砂轮基体以及连接在所述砂轮基体上的预设数量的振荡热管节块，所述振荡热管节块包括焊接在一起的上端盖、振荡热管基体以及下端盖，所述振荡热管基体位于所述上端盖和所述下端盖之间；其中，所述下端盖的表面上设置有用于磨削工件的磨粒，所述上端盖中沿垂直于所述砂轮基体表面的方向贯穿有两个螺纹孔，所述螺纹孔中设置有紧固螺钉，使得所述振荡热管节块固定于所述砂轮基体上；在所述振荡热管基体内设置有垂直于所述振荡热管基体的上下端面的多个连通孔，以形成振荡热管管腔，所述振荡热管基体的上下端面分别与所述上端盖和所述下端盖相焊接，在所述振荡热管基体的上下端面上设置有半圆形连通槽，所述半圆形连通槽与所述连通孔组成连通的回路，在所述振荡热管管腔内填充有预设工质；在所述振荡热管基体内设置有与所述振荡热管管腔相导通的抽气孔，在所述抽气孔的外侧设置有堵头孔，所述堵头孔内设置有堵头。

进一步地，所述预设数量的振荡热管节块呈圆周状等间隔地连接于所述砂轮基体上。

进一步地，在所述堵头上还装有端面密封圈和径向密封圈。

进一步地，在所述振荡热管节块砂轮旋转时，所述连通孔内填充有由液塞和汽泡相间形成的汽液塞状流。

进一步地，所述连通孔的直径以及所述半圆形连通槽的宽度均为0.1mm。

本发明还提供一种振荡热管节块砂轮的制作方法，所述方法包括：预先制作所述砂轮基体、所述上端盖、所述振荡热管基体以及所述下端盖；在所述振荡热管基体内开设垂直于所述振荡热管基体的上下端面的多个连通孔，以形成振荡热管管腔，在所述振荡热管基体的上下端面上开设多个半圆形连通槽，以使得所述半圆形连通槽与所述连通孔组成连通的回路；将所述上端盖用夹具夹持固定于所述振荡热管基体的上端面，将所述下端盖用夹具夹持固定于所述振荡热管基体的下端面；向所述堵头孔内填充氩气，以使得所述振荡热管管腔内充满氩气；将所述上端盖焊接于所述振荡热管基体的上端面上并将所述下端盖焊接于所述振荡热管基体的下端面上；在所述堵头孔内装上所述堵头，并将所述振荡热管节块装配于所述砂轮基体上；在所述下端盖的表面上设置用于磨削工件的磨粒；将所述堵头旋出预设数量的螺距，使所述振荡热管管腔通过所述抽气孔与外界连通；利用抽真空装置通过所述堵头孔从所述振荡热管管腔内抽真空，当所述振荡热管管腔内的真空度低于预设气压值时，停止抽气；利用注液装置通过所述堵头孔向所述振荡热管管腔内注入工质，注入结束之后将所述堵头旋到底，以使得所述振荡热管管腔与外界隔绝；将所述振荡热管节块通过所述紧固螺钉连接到所述砂轮基体上。

进一步地，通过下述公式确定所述连通孔的直径：

其中，d为所述连通孔的直径，σ为所受工质的表面张力，a为所述工质的离心加速度，ρ_l为所述工质的液相密度，ρ_g为所述工质的气相密度。

进一步地，在所述堵头孔内装上所述堵头之后，所述方法还包括：在所述堵头上安装端面密封圈和径向密封圈。

进一步地，将所述上端盖焊接于所述振荡热管基体的上端面上并将所述下端盖焊接于所述振荡热管基体的下端面上具体包括：在所述上端盖和所述上端面之间以及所述下端盖和所述下端面之间先进行点焊，以固定所述上端盖和所述上端面的位置以及所述下端盖和所述下端面的位置；在固定位置之后，通过激光焊的方式对所述上端盖和所述上端面之间以及所述下端盖和所述下端面之间进行整圈焊接。