[发明专利]一种叶轮增压固体自润滑砂轮基体结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶轮增压固体自润滑砂轮基体结构，它将叶轮结构引入到砂轮制造中，通过砂轮内腔叶轮产生的高速气流将砂轮内腔的固体润滑直接驱动到磨削弧区，特别适用于高速磨削加工难加工材料的单层超硬磨料砂轮设计与制造等领域。 

背景技术

在磨削加工尤其是难加工材料的磨削加工中，所消耗的热量大部分以热能的形式积聚在磨削弧区，而难加工材料本身具有导热性差的特点，若不能及时将这些热量疏导出去，将导致磨削弧区温度急剧升高，并很快造成砂轮或零件的烧伤、报废。为达到及时冷却的目的，大量采用冷却液。砂轮磨削加工时，砂轮高速旋转形成的气流屏障阻碍磨削液有效进入磨削弧区，能够进入到磨削弧区并真正起到换热作用的冷却液仅占很小比例，这样既无法满足磨削加工中冷却的实际需要又有悖于绿色环保的要求。 

美国学者Salmon则借鉴金属切削刀具制备中的镀层技术能改善加工过程中的粘刀现象，显著提高刀具寿命的方法，在单层电镀CBN砂轮的表面采用两层镀的方法，即先镀一层1.4μm的TiAlN，然后再镀上一层1μm的固体润滑剂MoS₂。Shaji和Radhakrishnan研究认为如果减小砂轮和工件之间的摩擦系数，在磨削加工区提供足够的润滑，就能够减少甚至避免磨削烧伤。我国学者唐建设、李伟、史兴宽等人采用真空吸附的方法浸渍到陶瓷结合剂砂轮的孔隙中浸渍不同固体润滑剂和脂类的混合物，来提供砂轮在干磨削中的润滑减摩作用，以改善砂轮磨削钛合金的粘附现象。 

鉴于以上原因，寻求有效增加磨削弧区润滑，抑制粘附，减少磨削摩擦热，降低磨削温度的方法，开发出新型的有利于减少磨削弧区热量的固体自润滑砂轮，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

本发明的目的在于为难加工材料高速磨削加工砂轮提供一种具有自润滑性能的简单、绿色环保的新型基体结构，特别适用于基于难加工材料磨削的单层超硬磨料(如金刚石、CBN)工具的设计与制造等领域。 

本发明利用砂轮内腔叶轮驱动固体润滑直接对磨削弧区强化润滑减摩，减少磨削热。由于固体润滑剂在工件和砂轮表面牢固形成一层薄膜，该薄膜能有效减小磨削表面的摩擦系数，减少磨粒与工件的粘附磨损，进而减少磨削热，抑制了表面烧伤的产生。在磨削加工中使用无毒固体润滑剂，可以降低成本，保护 环境，改善磨削表面质量。因此，本发明确保了在难加工材料磨削加工中砂轮内腔的固体润滑剂持续定量析出砂轮表面，抑制了磨削加工中粘附磨损。 

该砂轮基体结构为组合式，主要包括砂轮基盘、叶片、盖盘等主要部件，所述砂轮基盘，沿外圆工作面内侧加工出一环形槽，环形槽内填充固体润滑剂，环槽外壁加工有微孔。其特征在于所述砂轮基盘内腔装配有叶轮，砂轮基盘环形槽内壁上设计有单向进气阀，砂轮主轴带动叶轮结构高速旋转，使内腔产生高压气流，高压气流冲开单向进气阀，使固体润滑剂在高压气流、离心力及磨削热等共同驱动作用下，持续适量析出到砂轮表面。 

本发明的其它构成来自从属的权利要求。 

作为砂轮结构的主要部件在其结构、几何造型和尺寸方面根据相应的使用条件构成。 

作为砂轮基盘环槽内腔填充的固体润滑剂的类型、粒度、形态及粒度根据使用条件要求进行确定。 

附图说明

图1是本发明的固体自润滑砂轮结构示意图。图中标号名称：1、砂轮基盘，2、单向进气阀，3、微孔，4、进气口，5、螺纹孔，6、叶轮基座，7、叶轮，8、盖盘，9、通孔等组成。 

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明的内容。 

如图1和图2所示，砂轮结构主要由砂轮基盘1、叶轮7和盖盘8组成。在装配时先将叶轮安装到基盘的叶轮基座6上，调整好单向出气阀2的开口，并在基盘的环形内腔中填满固体润滑剂，将盖盘8通过内六角螺栓固定在砂轮基盘上，并在接触处涂一层密封胶，砂轮高速旋转时，带动砂轮基盘内部的叶轮7同时高速旋转，由进气口4进入的气流在叶轮7的作用下通过单向出气阀2进入到砂轮基盘上的环槽内腔，并驱动环槽内腔的固体润滑剂通过砂轮基盘外缘的微孔3析出到砂轮表面，从而可以直接作用到磨削弧区，实现在磨削加工中润滑减摩的目的。