[发明专利]一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮

权利要求书

1.一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：重负荷砂轮包括砂轮基体(1)、磨削块(2)、冷却喷瓶(3)、喷瓶喷口(4)、板状热管散热器(5)与自复位机构(6)，砂轮旋转进行作业时，利用磨削块(2)对工件进行加工，外部冷却液向磨削区进行输送，当法向磨削力变大超过设定临界值时，磨削块(2)压缩自复位机构(6)的同时挤压冷却喷瓶(3)，进而从喷瓶喷口(4)喷出冷却液，待法向磨削力降低到临界值以下或所述磨削块(2)脱离磨削工作区时，自复位机构(6)再次推动所述磨削块(2)向上复位，所述冷却喷瓶进而停止喷出冷却液；砂轮基体(1)外圆周面开有若干以环形阵列排布的凹槽(1.1)，砂轮基体(1)由整体铸造加工及机械加工而成，每个凹槽(1.1)内加工有螺杆(1.1.1)、孔洞(1.1.2)以及矩形限位凸台(1.1.3)；同时砂轮基体(1)中心处加工有装配孔,磨削块(2)中底板为拱桥形结构。

2.根据权利要求1所述基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：磨削块(2)上方端面装载一体烧结而成的磨削单元(2.1)，磨削单元(2.1)与砂轮宽度一致，磨料为锆刚玉，选用树脂结合剂，磨削单元(2.1)与底板(2.2)中心处均加工有通孔；磨削块(2)内部通孔内壁直接加工出阵列排布的带坡度矩形结构槽(2.3)，带坡度矩形结构槽(2.3)有助于冷却液单向输送，避免冷却液回流，有效防止磨屑在通孔内堆积。

3.权利要求1所述基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：冷却喷瓶(3)包括瓶体(3.1)、密封胶圈(3.2)、活塞(3.3)、弹簧(3.4)以及瓶底座(3.5)，瓶体(3.1)采用硅胶材质压模成型，上瓶身(3.1.1)为锯齿型挤压瓶身，下瓶身(3.1.2)为直筒型瓶身，冷却喷瓶底座(3.5)上端面接有支撑轴(3.5.2)，所述支撑轴(3.5.2)的圆柱轴肩(3.5.3)可扣锁在活塞底面卡槽(3.3.1)内并限制所述活塞下降高度；密封胶圈(3.2)装配在瓶体(3.1)与活塞(3.3)之间，其通过所述活塞(3.3)外柱面安装沟槽(3.3.2)进行限位，以此确保冷却液仅能够从瓶口(3.1.3)喷出；使用前从瓶口(3.1.3)注满冷却液，保持弹簧(3.4)的压缩状态；当上瓶身(3.1.1)内冷却液随工作进程不断消耗时，弹簧(3.4)因上方压力载荷减小从而推动活塞(3.3)，维持冷却液上水平面始终恒定，使得冷却液可以顺利喷出。

4.权利要求1所述基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：喷瓶喷口(4)包括喷口外套(4.1)、连接杆(4.2)、喷口基座(4.3)以及装配螺钉(4.4)；喷口外套(4.1)、连接杆(4.2)以及喷口基座(4.3)采用装配螺钉(4.4)连接；喷口外套(4.1)在与连接杆(4.2)周向接触处设置有若干滚子，同时喷口外套(4.1)内部流道具有一定弯度，大大提高冷却性能。

5.权利要求1所述一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：板状热管散热器(5)包括铜片(5.1)、铜支架(5.2)。

6.权利要求1所述一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：自复位机构(6)包括支撑主轴(6.1)、心轴(6.2)、推力球轴承(6.3)、支撑垫圈(6.4)、一级压簧(6.5)、二级压簧(6.6)、压板(6.7)、支撑内套(6.8)、挡板(6.9)；该自复位机构(6)利用压簧达到分级反馈调节的目的，其压簧可令磨削块(2)在离开磨削区停止承受法向磨削力的状态下或法向磨削力降低到临界值以下及时回复到初始工作位置；

在第一状态时，当所受法向磨削力大于一级压簧(6.5)弹力，所述一级压簧(6.5)被压缩，支撑内套(6.8)朝向压板(6.7)移动；

在第二状态时，当所受法向磨削力大于一级压簧(6.5)的弹力和二级压簧(6.6)的弹力之和时，所述压板(6.7)开始压缩所述一级压簧(6.5)和所述二级压簧(6.6)；

两段压簧可有效防止冷却喷瓶(3)内冷却液单次工作磨削喷出过量。

7.根据权利要求6所述一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，其特征在于：所述自复位机构(6)中压簧的型号可根据工件材料的不同进行选择，从而调整法向磨削力临界值，以此来应对多种磨削工况。