[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

说明书

本发明公开了一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，包括砂轮基体、磨削块、冷却喷瓶、喷瓶喷口、板状热管散热器与自复位机构。工作时，进入磨削区的所述磨削块受到法向磨削力压缩自复位机构的同时挤压冷却喷瓶，进而从喷瓶喷口喷出冷却液。调整自复位机构中的压簧来设定法向磨削力临界值，当法向磨削力降低到临界值以下或磨削块脱离磨削工作区时，利用所述自复位装置实现所述磨削块自动复位，冷却喷瓶进而停止喷出冷却液。实现重负荷砂轮的自适应内冷却。本发明结构紧凑，可根据工况实时调整冷却液喷出流量，大幅度改善冷却降温效果，有效降低重负荷磨削中砂轮磨损率，延长重负荷砂轮的使用寿命。

技术领域

本发明涉及磨削工具技术领域，尤其涉及一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮。

技术背景

重负荷砂轮的发展依赖于钢铁工业的发展，它主要用于钢铁工业中对钢锭、钢坯、钢板的修磨以及各种铸件的表面清理。其工作特点是磨削压力大，磨削效率高。重负荷砂轮要在很高的负荷压力下工作，来实现高速高效磨削，所以这就对砂轮的机械强度要求很高，而砂轮的机械强度取决于它的结构。

公开号为“CN104308757A”、发明名称为“一种超硬材料金属结合剂骨架式高速重负荷砂轮”的发明专利提供一种超硬材料金属结合剂骨架式高速重负荷砂轮，其原理是通过焊接或用树脂胶接的方法将超硬材料金属结合剂骨架固定在砂轮基体上，同时将填充材料挤压到超硬材料金属结合剂骨架之间，经过动平衡或静平衡等最后制得高速重负荷砂轮。该砂轮采用超硬材料金属结合剂骨架来降低成本，且具有使用安全、节能、环保的特点。然而该技术方案仍旧存在以下几个缺点：

1.砂轮无法根据实际工作条件进行实时反馈。仅能够进行磨削作业，当磨削过程中所受过大法向磨削力时砂轮磨损严重甚至有整体报废的可能，功能单一，不利于磨削质量的提升。

2.冷却液传送效率低下。重负荷磨削中砂轮转速高，仅仅依靠外部低压系统的冷却液供给，其速率不足以穿透砂轮周围气障层，导致冷却液传送效率低下，难以满足使用需求。

3.维护成本高。重负荷磨削磨料砂轮工作环境恶劣且易损耗，其价格昂贵，不仅整体更换的成本过大而且每次都耗时耗力，严重影响工作效率。

4.重负荷砂轮内部散热效果不佳。重负荷磨削中磨削区域温度较高，砂轮内部所积攒热量不易排出，容易对砂轮造成热损伤，减少砂轮使用寿命。

因此，需要寻求一种新的技术方案来解决上述问题发明内容。

发明内容

为解决现有重负荷磨削中冷却方式单一、外部冷却液喷洒装置难以直接输送进磨削区、无法对复杂工况进行及时反馈等问题，本发明公开了一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮。

为了实现上述目的该发明提供了一种基于磨削区法向磨削力自适应冷却的重负荷砂轮，重负荷砂轮包括砂轮基体、磨削块、冷却喷瓶、喷瓶喷口、板状热管散热器与自复位机构，砂轮旋转进行作业时，利用磨削块对工件进行加工，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，磨削块压缩自复位机构的同时挤压冷却喷瓶，进而从喷瓶喷口喷出冷却液，待法向磨削力降低到临界值以下或所述磨削块脱离磨削工作区时，自复位机构再次推动所述磨削块向上复位，所述冷却喷瓶进而停止喷出冷却液；砂轮基体外圆周面开有若干以环形阵列排布的凹槽，砂轮基体由整体铸造加工及机械加工而成，每个凹槽内加工有螺杆、孔洞以及矩形限位凸台；同时砂轮基体中心处加工有装配孔。

进一步地，磨削块中底板为拱桥形结构，其上方端面装载一体烧结而成的磨削单元，磨削单元与砂轮宽度一致，磨料为锆刚玉，选用树脂结合剂，磨削单元与底板中心处均加工有通孔；磨削块内部通孔内壁直接加工出阵列排布的带坡度矩形结构槽，带坡度矩形结构槽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。