專利名稱：一種熱管砂輪的制作裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管砂輪的制作裝置及方法，尤其涉及一種用于熱管砂輪抽真 空、精確注液、機(jī)械結(jié)構(gòu)封尾的裝置及方法，屬于難加工材料高效磨削加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在磨削加工難加工材料(如鈦合金、高溫合金)時(shí)，磨削產(chǎn)生的熱量易積聚在磨削 弧區(qū)，如果不能及時(shí)將這些熱量疏導(dǎo)出去，磨削弧區(qū)的溫度會(huì)急速上升，最高可達(dá)到1000°c 以上，高的磨削溫度一方面加速了磨具的損耗，另一方面，由于難加工材料具有導(dǎo)熱性差、 化學(xué)性質(zhì)活潑等特點(diǎn)，加工時(shí)產(chǎn)生的熱量很難通過(guò)工件向外傳導(dǎo)，因而也易造成工件表面 出現(xiàn)燒傷、微裂紋等破壞。為了能有效降低難加工材料磨削時(shí)的溫度，通常采用向磨削弧區(qū) 噴射冷卻液的方法，但由于實(shí)際磨削加工過(guò)程中磨削弧區(qū)是一個(gè)相對(duì)封閉的區(qū)域，冷卻液 介質(zhì)很難進(jìn)入到弧區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化換熱，所以其冷卻換熱效率并不理想，而且這種冷卻方式還 存在能耗高，污染環(huán)境等問(wèn)題，這也不符合目前低能耗、綠色加工的發(fā)展方向。熱管技術(shù)具有極高的傳熱能力，是目前所知最有效的換熱方式，已有人提出利用 熱管冷卻技術(shù)對(duì)磨削弧區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化換熱，并開(kāi)發(fā)一種新型綠色磨具——熱管砂輪，它是把 磨削弧區(qū)中產(chǎn)生的熱量通過(guò)砂輪基體上的熱管迅速的傳遞出去，以達(dá)到降低難加工材料磨 削時(shí)的溫度，從而提高難加工材料的表面加工質(zhì)量與加工效率，實(shí)現(xiàn)綠色加工。針對(duì)以熱管技術(shù)強(qiáng)化磨削弧區(qū)換熱的新型綠色磨具——熱管砂輪，如何實(shí)現(xiàn)砂輪 中熱管部分的抽真空、精確注液、封尾密封是成功制造出熱管砂輪一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種能對(duì)熱管砂輪中熱管部分進(jìn)行抽真空、精確注液、機(jī)械 結(jié)構(gòu)封尾的裝置及方法。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封效果好，方法操作方便可靠，特別適用于快 速現(xiàn)實(shí)新型綠色磨具熱管砂輪在制備過(guò)程中抽真空、精確注液和封尾過(guò)程。技術(shù)方案本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案一種熱管砂輪的制作裝置，包括抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置；所述抽真 空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置依次通過(guò)不銹鋼管路的管道連接；其中，所述抽真空裝置 包括真空分子泵組、真空計(jì)和真空閥門；所述真空分子泵組與不銹鋼管路的一端的管口 連接，真空計(jì)和真空閥門依次設(shè)置在不銹鋼管路上，并且分別與不銹鋼管路的管道導(dǎo)通連 接；所述注液裝置包括注液器、橡皮軟管、軟管卡鉗；其中橡皮軟管的一端連接注液器 的注液端，橡皮軟管的另一端連接不銹鋼管路的管道，軟管卡鉗為平口，采用卡接方式設(shè)置 在橡皮軟管的中段；所述機(jī)械封尾裝置包括機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)和封尾結(jié)構(gòu)控制單元；其中，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)
4焊接在熱管砂輪上，包括孔芯和芯孔座；所述孔芯與芯孔座之間通過(guò)錐形面密封圈密封連 接；孔芯底端設(shè)有芯孔；在孔芯內(nèi)部設(shè)置有帶彈簧結(jié)構(gòu)的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的下端設(shè)置一個(gè)橡膠 密封圈；導(dǎo)桿在彈簧的作用下與密封圈相配合用來(lái)控制芯孔的開(kāi)閉；所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元包括升降頂桿、0型密封圈、密封殼體，其中密封殼體使用 0型密封圈端面密封的方法固定在熱管砂輪上，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)與封尾結(jié)構(gòu)控制單 元的密封連接；升降頂桿與密封殼體之間采用兩道0型密封圈徑向?qū)崿F(xiàn)密封，升降頂桿與 密封殼體上開(kāi)有槽或孔，實(shí)現(xiàn)與熱管砂輪中熱管部分以及裝置抽真空、注液部分的連通。進(jìn)一步的，上述熱管砂輪的制作裝置中還包括封蓋裝置，當(dāng)封尾結(jié)構(gòu)控制單元完 成對(duì)熱管砂輪的密封過(guò)程后，取下所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元，并將所述封蓋裝置使用螺釘緊 固方法以及0型密封圈端面密封方法固定在熱管砂輪上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)的密封保 護(hù)，所用螺釘為沉頭螺釘。進(jìn)一步的，上述熱管砂輪的制作裝置中的芯孔的截面積為5 30mm2。進(jìn)一步的，上述熱管砂輪的制作裝置中的抽真空裝置與注液裝置采用橡膠軟管連 接，橡皮軟管的管段長(zhǎng)度為20 50mm。一種實(shí)現(xiàn)上述熱管砂輪的制作裝置的制作方法，該方法的步驟為步驟1)、將所述裝置中的抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置和熱管砂輪清潔干 凈后安裝固定好，其中0型密封圈上涂有真空油脂，并且注液器中填充有砂輪中熱管部分 體積的10% 30%的工質(zhì)液體；將抽真空裝置與注液裝置通過(guò)軟管卡鉗完全隔斷，同時(shí)保 證注液器帶工質(zhì)液體的一端沒(méi)有殘留的空氣在橡皮軟管內(nèi)；步驟2)、對(duì)熱管砂輪進(jìn)行抽真空時(shí)，將所述升降頂桿向下頂?shù)降?，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)中 的芯孔打開(kāi)，同時(shí)還要將升降頂桿一側(cè)開(kāi)設(shè)的槽與密封殼體上的孔對(duì)應(yīng)好，確定所述裝置 的抽真空裝置部分、注液裝置部分、機(jī)械封尾裝置部分與砂輪中熱管部分連通；在軟管卡鉗 處于隔斷軟管時(shí)，首先檢驗(yàn)本裝置的氣密性；步驟3)、當(dāng)本裝置的漏氣率低于lPa/h時(shí)，對(duì)熱管砂輪再次進(jìn)行抽真空，當(dāng)砂輪熱 管部分的真空度值達(dá)到5. OX ICT2Pa以下時(shí)，關(guān)閉抽真空裝置部分中的真空閥門，打開(kāi)注液 裝置部分的軟管卡鉗對(duì)砂輪進(jìn)行注液；步驟4)、熱管砂輪注液結(jié)束后，上升升降導(dǎo)桿3 5mm的距離，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)中的 芯孔關(guān)閉，熱管砂輪的封尾密封過(guò)程完成；步驟5)、取下所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈 端面密封方法對(duì)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封保護(hù)，熱管砂輪制作過(guò)程完成。有益效果1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便可靠，可快速實(shí)現(xiàn)熱管砂輪的抽真空、注液、封尾過(guò)程。2、所述裝置可使砂輪中熱管部分獲得ICT2Pa的高真空度值，熱管砂輪的注液量能 夠精確控制，其誤差小于2ml，而且機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)的密封效果好，砂輪熱管部分密封后的漏 氣率低于lpa/h。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
圖2是本發(fā)明熱管砂輪機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明封蓋結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)的名稱1、真空分子泵組；2、真空計(jì)；3、真空閥門；4、不銹鋼管路；5、 軟管卡鉗；6、橡膠軟管；7、注液器；8、升降頂桿；9、0型密封圈；10、密封殼體；11、機(jī)械封尾 結(jié)構(gòu)；12、熱管砂輪；13、導(dǎo)桿；14、孔芯；15、錐面密封圈；16、芯孔座；17、芯孔；18、密封圈； 19封蓋。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1，本發(fā)明主要由真空分子泵組1，真空計(jì)2，真空閥門3，不銹鋼管路4，軟管卡 鉗5，橡膠軟管6，注液器7，升降頂桿8，0型密封圈9，密封殼體10，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11，熱管 砂輪12組成。封尾結(jié)構(gòu)控制單元中的密封殼體10使用4個(gè)螺釘固定在熱管砂輪上，并使 用0型密封圈9端面密封方方法實(shí)現(xiàn)所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元與機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11的密封連 接。所述升降頂桿8采用2道0型密封圈9徑向密封，并能在上下方向運(yùn)動(dòng)控制機(jī)械封尾 結(jié)構(gòu)上芯孔的開(kāi)閉，該頂桿上開(kāi)有槽，通過(guò)位置標(biāo)記可與密封殼體10上的孔對(duì)應(yīng)，從而實(shí) 現(xiàn)裝置抽真空部分、注液部分與砂輪中熱管部分的連通。當(dāng)機(jī)械封尾裝置部分安裝固定好 后，升降頂桿8頂?shù)阶畹孜恢脮r(shí)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11中的芯孔17被打開(kāi)，當(dāng)升降頂桿8向上移 動(dòng)3 5mm的距離，所述機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11上的導(dǎo)桿14在內(nèi)部彈簧回復(fù)力作用下可關(guān)閉芯 孔17，完成對(duì)熱管砂輪12的封尾密封。如圖2，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11由孔芯14和孔芯座16組成?？仔咀?6上一段帶有內(nèi)螺 紋，孔芯14上端帶有外螺紋，中端帶有一錐形面密封圈15，利用螺紋緊固方法可以實(shí)現(xiàn)孔 芯14與孔芯座16之間的密封?？仔?4內(nèi)有一個(gè)帶彈簧結(jié)構(gòu)的導(dǎo)桿13能夠控制芯孔17 的開(kāi)閉，導(dǎo)桿13上一端帶有密封圈18。通常情況下，導(dǎo)桿13在內(nèi)部彈簧回復(fù)力作用下使芯 孔17處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)導(dǎo)桿13上帶有的密封圈18能與芯孔17形成良好的密封效果，當(dāng) 導(dǎo)桿13受外力下移一段距離(3 5mm)時(shí)，芯孔17與密封圈18的密封狀態(tài)被破壞，芯孔 17打開(kāi)。如圖3，當(dāng)封尾結(jié)構(gòu)控制單元完成對(duì)熱管砂輪的密封過(guò)程后，取下封尾結(jié)構(gòu)控制單 元，將封蓋裝置19采用4個(gè)螺釘緊固在熱管砂輪12上，并使用0型密封圈9端面密封方式 對(duì)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封保護(hù)。所用螺釘為沉頭螺釘。具體實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)熱管砂輪抽真空、精確注液、機(jī)械封尾的操作過(guò)程如下步驟1)、將所述裝置中的抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置和熱管砂輪清潔干 凈后安裝固定好，所述0型密封圈9上涂有真空油脂，所述注液器7中填充有30ml的工質(zhì) 液體，將抽真空裝置與注液裝置通過(guò)軟管卡鉗5完全隔斷，同時(shí)要保證注液器7帶工質(zhì)液體 的一端沒(méi)有殘留的空氣在橡皮軟管6內(nèi)。步驟2)、將所述升降頂桿8向下頂?shù)降?，此時(shí)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)11中的芯孔17打開(kāi)， 將升降頂桿8 —側(cè)開(kāi)設(shè)的槽、密封殼體10上的孔對(duì)應(yīng)好，確定所述裝置的抽真空裝置部分、 注液裝置部分、機(jī)械封尾裝置部分與砂輪中熱管部分連通后，在軟管卡鉗5處于隔斷軟管 時(shí)，首先對(duì)所述裝置的氣密性進(jìn)行檢驗(yàn)。步驟3)、當(dāng)所述裝置的漏氣率低于lPa/h時(shí)，對(duì)熱管砂輪再次進(jìn)行抽真空，當(dāng)砂輪熱管部分的真空度達(dá)到5. OXKT2Pa以下時(shí)，關(guān)閉抽真空裝置部分中的真空閥門3，打開(kāi)注 液裝置部分的軟管卡鉗5對(duì)熱管砂輪進(jìn)行注液。步驟4)、熱管砂輪注液結(jié)束后，將升降導(dǎo)桿8上升4mm的距離，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)中的 芯孔17關(guān)閉，熱管砂輪的封尾密封過(guò)程完成。步驟5)、取下所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈 端面密封方法對(duì)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封保護(hù)，熱管砂輪的制作過(guò)程完成。
權(quán)利要求
一種熱管砂輪的制作裝置，其特征在于包括抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置；所述抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置依次通過(guò)不銹鋼管路(4)的管道連接；其中，所述抽真空裝置包括真空分子泵組(1)、真空計(jì)(2)和真空閥門(3)；所述真空分子泵組(1)與不銹鋼管路(4)的一端的管口連接，真空計(jì)(2)和真空閥門(3)依次設(shè)置在不銹鋼管路(4)上，并且分別與不銹鋼管路(4)的管道導(dǎo)通連接；所述注液裝置包括注液器(7)、橡皮軟管(6)、軟管卡鉗(5)；其中橡皮軟管(6)的一端連接注液器(7)的注液端，橡皮軟管(6)的另一端連接不銹鋼管路(4)的管道，軟管卡鉗(5)為平口，采用卡接方式設(shè)置在橡皮軟管(6)的中段；所述機(jī)械封尾裝置包括機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)(11)和封尾結(jié)構(gòu)控制單元；其中，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)(11)焊接在熱管砂輪(12)上，包括孔芯(14)和芯孔座(16)；所述孔芯(14)與芯孔座(16)之間通過(guò)錐形面密封圈(15)密封連接；孔芯(14)底端有芯孔(17)；在孔芯(14)內(nèi)部設(shè)置有帶彈簧結(jié)構(gòu)的導(dǎo)桿(13)，導(dǎo)桿(13)的下端設(shè)置一個(gè)橡膠密封圈(18)；導(dǎo)桿(13)在彈簧的作用下與密封圈(18)相配合用來(lái)控制芯孔(17)的開(kāi)閉；所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元包括升降頂桿(8)、O型密封圈(9)、密封殼體(10)，其中密封殼體(10)使用O型密封圈(9)端面密封的方法固定在熱管砂輪上，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)(11)與封尾結(jié)構(gòu)控制單元的密封連接；升降頂桿(8)與密封殼體(10)之間采用兩道O型密封圈徑向?qū)崿F(xiàn)密封，升降頂桿(8)與密封殼體(10)上開(kāi)有槽或孔，實(shí)現(xiàn)與熱管砂輪(12)中熱管部分以及裝置抽真空、注液部分的連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管砂輪的制作裝置，其特征在于還包括封蓋裝置，當(dāng)封尾 結(jié)構(gòu)控制單元完成對(duì)熱管砂輪的密封過(guò)程后，取下所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元，并將所述封蓋 裝置使用螺釘緊固方法以及0型密封圈端面密封方法固定在熱管砂輪(12)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械 封尾結(jié)構(gòu)(11)的密封保護(hù)，所用螺釘為沉頭螺釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管砂輪的制作裝置，其特征在于所述芯孔(17)的截面積 為 5 30mm2 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管砂輪的制作裝置，其特征在于所述抽真空裝置與注液 裝置采用橡膠軟管連接，橡皮軟管(6)的管段長(zhǎng)度為20 50mm。
5.一種基于權(quán)利要求1所述的熱管砂輪的制作裝置的制作方法，其特征在于，該方法 的步驟為步驟1)、將所述裝置中的抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置和熱管砂輪清潔干凈后 安裝固定好，其中0型密封圈(9)上涂有真空油脂，并且注液器(7)中填充有砂輪中熱管部 分體積的10% 30%的工質(zhì)液體；將抽真空裝置與注液裝置通過(guò)軟管卡鉗(5)完全隔斷， 同時(shí)保證注液器(7)帶工質(zhì)液體的一端沒(méi)有殘留的空氣在橡皮軟管(6)內(nèi)；步驟2)、對(duì)熱管砂輪進(jìn)行抽真空時(shí)，將所述升降頂桿(8)向下頂?shù)降?，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu) (11)中的芯孔(17)打開(kāi)，同時(shí)還要將升降頂桿(8) —側(cè)開(kāi)設(shè)的槽與密封殼體(10)上的孔 對(duì)應(yīng)好，確定所述裝置的抽真空裝置部分、注液裝置部分、機(jī)械封尾裝置部分與砂輪中熱管 部分連通；在軟管卡鉗(5)處于隔斷軟管時(shí)，首先檢驗(yàn)本裝置的氣密性；步驟3)、當(dāng)本裝置的漏氣率低于lPa/h時(shí)，對(duì)熱管砂輪再次進(jìn)行抽真空，當(dāng)砂輪熱管部 分的真空度值達(dá)到5. OXlO-2Pa以下時(shí)，關(guān)閉抽真空裝置部分中的真空閥門(3)，打開(kāi)注液 裝置部分的軟管卡鉗(5)對(duì)砂輪進(jìn)行注液；步驟4)、熱管砂輪注液結(jié)束后，上升升降導(dǎo)桿(8) 3 5mm的距離，機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)中的芯 孔(17)關(guān)閉，熱管砂輪的封尾密封過(guò)程完成；步驟5)、取下所述封尾結(jié)構(gòu)控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈端面 密封方法對(duì)機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封保護(hù)，熱管砂輪制作過(guò)程完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱管砂輪的制作裝置及方法，尤其適用于對(duì)熱管砂輪抽真空、精確注液、機(jī)械結(jié)構(gòu)封尾操作，屬于難加工材料高效磨削加工領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置由抽真空裝置、注液裝置、機(jī)械封尾裝置以及封蓋裝置四部分組成，其中抽真空裝置包括真空分子泵組、真空計(jì)、不銹鋼管路和真空閥門；注液裝置包括注液器、硅膠軟管、軟管卡鉗；機(jī)械封尾裝置包括機(jī)械封尾結(jié)構(gòu)和封尾結(jié)構(gòu)控制單元。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封效果好，方法操作方便可靠，特別適于快速現(xiàn)實(shí)新型綠色磨具熱管砂輪在制備過(guò)程中抽真空、精確注液和封尾過(guò)程。
文檔編號(hào)B24D18/00GK101913123SQ20101023630
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者傅玉燦, 徐九華, 徐鴻鈞, 赫青山 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)