专利名称：钎焊金刚石热管砂轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钎焊金刚石热管砂轮，它将热管换热技术引入磨削加工，特 别适用于高速磨削加工难加工材料时对磨削弧区进行强化换热。
技术背景在磨削加工中，为了疏导磨削弧区产生的热量，降低磨削温度，通常采用向 弧区喷射冷却液的办法来达到及时冷却的目的。但在实际磨削加工中，由于磨削 弧区本身是一个相对十分密闭的区域，冷却液等介质很难进入到弧区进行强化换 热，因此很容易造成砂轮或者工件的烧伤。在对难加工材料进行加工时，这个问 题更加突出，原因在于， 一方面，磨削难加工材料通常使用金刚石等超硬材料作 为磨料，而金刚石本身石墨化的温度较低(例如单层高温钎焊镀膜金刚石砂轮， 80(TC时金刚石就会发生石墨化转变)，磨削弧区的高温极易造成砂轮失效；另一 方面，难加工材料大都具有导热性差、化学性质活泼等特点，而这些特点造成加 工时产生的热量很难通过工件向外传导，而这些热量造成的高温又极易造成难加 工材料工件的表面的热损伤。鉴于以上原因，寻求新的磨削弧区的强化换热方法，开发出新型的有利于疏 导磨削弧区热量的砂轮，对于防止砂轮失效以及减少难加工材料表面的热损伤有 着十分重要的意义。发明内容本发明的目的是为磨削难加工材料提供一种换热效率高并且结构简单、绿色 环保的新型钎焊金刚石热管砂轮，它特别适用于高速磨削加工难加工材料时对磨 削弧区进行强化换热。本发明利用热管冷却技术对磨削弧区进行强化换热。难加工材料导热性很 差，仅对工件进行冷却很难达到降低磨削温度的目的，而本发明利用金刚石磨料 优异的导热性能，把磨削弧区中产生的热量通过金刚石磨料迅速转移到砂轮基 体，而砂轮基体上的热管又将热量迅速传导出去，以有效降低难加工材磨削料时 的磨削温度。热管技术是目前最有效的换热方式，其换热能力远远高于其他换热 方式，而且还能达到低能耗的目的。因此，本发明确保了在难加工材料磨削加工 中砂轮表面超硬磨料和难加工材料工件不受热损伤，提高了砂轮的使用寿命，改 善了被加工材料的表面质量。本发明涉及的热管砂轮由于热管布置形式的不同，分为两种结构-
第一种钎焊金刚石热管砂轮，其特征在于，包括砂轮基体、热管、节块，所 述砂轮基体沿圆周方向，加工出均匀分布的槽、光孔以及螺纹通孔，所述节块加 工有盲孔，断续、均匀地分布固定在砂轮基体上，所述热管热端插入节块盲孔底 部，穿过砂轮基体的光孔，热管冷端位于砂轮基体的槽内。根据权利要求l所述 的钎焊金刚石热管砂轮，其特征在于，所述节块断续、均匀地分布在砂轮基体上。第二种钎焊金刚石热管砂轮，其特征在于，包括砂轮基体、环形热管、盖板， 所述砂轮基体，沿外圆工作面内侧加工出一环形槽，所述环形热管埋入砂轮基体 上的环形槽内，所述盖板通过螺栓连接固定在砂轮基体上，并将环形热管轴向固 定。
图1和图2为第一种结构的钎焊金刚石热管砂轮示意图，其中图l为各部 件示意图，图2为组成结构示意图。图中标号名称1、砂轮基体，2、热管，3、 节块，4、内六角螺钉图3和图4为第二种结构的钎焊金刚石热管砂轮示意图，其中图3为各部 件示意图，图4为组成结构示意图。图中标号名称1、螺母，2、垫圈，3、砂 轮基体，4、环形热管，5、盖板，6、螺栓具体实施方式
如图1和图2所示，砂轮结构由砂轮基体l、热管2和节块3组成。在装配 时可先将热管2的热端涂上一层导热胶，然后插入到节块3盲孔的底部，盲孔的 底部距离节块的外边缘的距离要在强度允许的前提下，尽可能的小，接着将其穿 过砂轮基体1的光孔，让热管2冷端放置在砂轮基体1相应的槽内，调整好间隙， 使热管在盲孔中不晃动，最后用内六角螺钉4将节块3固定在砂轮基体1上。磨 削加工时，磨削产生的热量通过节块3传导到热管热端，导致热端内的工质沸腾， 沸腾的工质汽化后到达冷端，在冷端采用吹冷风或冷气的冷却方式，则汽化后的 工质在冷端液化并放出热量，冷凝的工质在离心力的作用下，沿着管壁回到热端， 完成一个工作循环。如图3和图4所示，砂轮结构主要由砂轮基体3、环形热管4和盖板5组成。 装配时，先将环形槽内或者环形热管4上涂上导热胶，然后将环形热管装入环形 槽，最后将盖板5通过螺栓连接固定在砂轮基体上。磨削加工时，与磨削弧区对 应的热管段作为热管热端，磨削产生的热量通过磨粒传递到基体，然后传递到热 管热端，引起工作液蒸发，不在磨削弧区的热管段均作为热管冷端，可用风冷或
水冷进行冷却，工作液在热端蒸发后，进入冷端，冷却并液化后又回流至热端， 完成一个工作循环。本发明所涉及的两种钎焊金刚石热管砂轮，结构简单，加工方便，适用于高 温钎焊超硬磨料工具对难加工材料进行磨削的加工领域。采用金刚石作为磨料，磨料本身具有极高的导热能力，减小了磨削弧区与热 管管壁间的热阻。考虑到难加工材料磨削时热流密度大，热管冷端釆用吹冷风或 冷气进行冷却，保证工作液迅速液化。由于采用热管作为传热元件，可直接疏导 磨削弧区积聚的热量，有效避免了超硬磨料工具和难加工材料工件表面的热损 伤，并且不使用磨削液，绿色环保。
权利要求
1、一种钎焊金刚石热管砂轮，其特征在于，包括砂轮基体(1)、热管(2)、节块(3)，所述砂轮基体(1)沿圆周方向，加工出均匀分布的槽、光孔以及螺纹通孔，所述节块(3)加工有盲孔，断续、均匀地分布固定在砂轮基体(1)上，所述热管(2)热端插入节块(3)盲孔底部，穿过砂轮基体(1)的光孔，热管(2)冷端位于砂轮基体(1)的槽内。
2、 一种钎焊金刚石热管砂轮，其特征在于，包括砂轮基体(3)、环形热管(4)、 盖板(5)，所述砂轮基体(1)，沿外圆工作面内侧加工出一环形槽，所述环形热 管(4)埋入砂轮基体(1)上的环形槽内，所述盖板(5)通过螺栓连接固定在 砂轮基体(1)上，并将环形热管(4)轴向固定。
全文摘要
一种钎焊金刚石热管砂轮，属金刚石砂轮，该砂轮有两种结构第一种砂轮结构，由砂轮基体(1)、热管(2)和节块(3)组成。第二种砂轮结构，主要由砂轮基体(3)、环形热管(4)和盖板(5)组成。由于采用热管作为传热元件，可直接疏导磨削弧区积聚的热量，有效避免了超硬磨料工具和难加工材料工件表面的热损伤，并且不使用磨削液，绿色环保。
文档编号B24D5/10GK101157205SQ200710190139
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者傅玉灿, 徐九华, 苏宏华, 旭 陈, 可 马 申请人:南京航空航天大学