專利名稱：一種熱管砂輪的制作裝置及方法
技術領域：
本發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、機械結構封尾的裝置及方法，屬于難加工材料高效磨削加工領域。
背景技術：
在磨削加工難加工材料(如鈦合金、高溫合金)時，磨削產生的熱量易積聚在磨削 弧區，如果不能及時將這些熱量疏導出去，磨削弧區的溫度會急速上升，最高可達到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熱性差、 化學性質活潑等特點，加工時產生的熱量很難通過工件向外傳導，因而也易造成工件表面 出現燒傷、微裂紋等破壞。為了能有效降低難加工材料磨削時的溫度，通常采用向磨削弧區 噴射冷卻液的方法，但由于實際磨削加工過程中磨削弧區是一個相對封閉的區域，冷卻液 介質很難進入到弧區進行強化換熱，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，污染環境等問題，這也不符合目前低能耗、綠色加工的發展方向。熱管技術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 熱管冷卻技術對磨削弧區進行強化換熱，并開發一種新型綠色磨具——熱管砂輪，它是把 磨削弧區中產生的熱量通過砂輪基體上的熱管迅速的傳遞出去，以達到降低難加工材料磨 削時的溫度，從而提高難加工材料的表面加工質量與加工效率，實現綠色加工。針對以熱管技術強化磨削弧區換熱的新型綠色磨具——熱管砂輪，如何實現砂輪 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非常關鍵的環節。
發明內容
發明目的本發明的目的是提供一種能對熱管砂輪中熱管部分進行抽真空、精確注液、機械 結構封尾的裝置及方法。該裝置結構簡單、密封效果好，方法操作方便可靠，特別適用于快 速現實新型綠色磨具熱管砂輪在制備過程中抽真空、精確注液和封尾過程。技術方案本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案一種熱管砂輪的制作裝置，包括抽真空裝置、注液裝置、機械封尾裝置；所述抽真 空裝置、注液裝置、機械封尾裝置依次通過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，真空計和真空閥門依次設置在不銹鋼管路上，并且分別與不銹鋼管路的管道導通連 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，采用卡接方式設置 在橡皮軟管的中段；所述機械封尾裝置包括機械封尾結構和封尾結構控制單元；其中，機械封尾結構
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錐形面密封圈密封連 接；孔芯底端設有芯孔；在孔芯內部設置有帶彈簧結構的導桿，導桿的下端設置一個橡膠 密封圈；導桿在彈簧的作用下與密封圈相配合用來控制芯孔的開閉；所述封尾結構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，用于實現機械封尾結構與封尾結構控制單 元的密封連接；升降頂桿與密封殼體之間采用兩道0型密封圈徑向實現密封，升降頂桿與 密封殼體上開有槽或孔，實現與熱管砂輪中熱管部分以及裝置抽真空、注液部分的連通。進一步的，上述熱管砂輪的制作裝置中還包括封蓋裝置，當封尾結構控制單元完 成對熱管砂輪的密封過程后，取下所述封尾結構控制單元，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，實現對機械封尾結構的密封保 護，所用螺釘為沉頭螺釘。進一步的，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，橡皮軟管的管段長度為20 50mm。一種實現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%的工質液體；將抽真空裝置與注液裝置通過軟管卡鉗完全隔斷，同時保 證注液器帶工質液體的一端沒有殘留的空氣在橡皮軟管內；步驟2)、對熱管砂輪進行抽真空時，將所述升降頂桿向下頂到底，機械封尾結構中 的芯孔打開，同時還要將升降頂桿一側開設的槽與密封殼體上的孔對應好，確定所述裝置 的抽真空裝置部分、注液裝置部分、機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，首先檢驗本裝置的氣密性；步驟3)、當本裝置的漏氣率低于lPa/h時，對熱管砂輪再次進行抽真空，當砂輪熱 管部分的真空度值達到5. OX ICT2Pa以下時，關閉抽真空裝置部分中的真空閥門，打開注液 裝置部分的軟管卡鉗對砂輪進行注液；步驟4)、熱管砂輪注液結束后，上升升降導桿3 5mm的距離，機械封尾結構中的 芯孔關閉，熱管砂輪的封尾密封過程完成；步驟5)、取下所述封尾結構控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈 端面密封方法對機械封尾結構進行密封保護，熱管砂輪制作過程完成。有益效果1、本發明結構簡單，使用方便可靠，可快速實現熱管砂輪的抽真空、注液、封尾過程。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，而且機械封尾結構的密封效果好，砂輪熱管部分密封后的漏 氣率低于lpa/h。
圖1是本發明裝置的結構示意簡圖。
圖2是本發明熱管砂輪機械封尾結構示意圖。圖3是本發明封蓋結構示意圖。圖中各標號的名稱1、真空分子泵組；2、真空計；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、機械封尾 結構；12、熱管砂輪；13、導桿；14、孔芯；15、錐面密封圈；16、芯孔座；17、芯孔；18、密封圈； 19封蓋。
具體實施方案下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述如圖1，本發明主要由真空分子泵組1，真空計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，機械封尾結構11，熱管 砂輪12組成。封尾結構控制單元中的密封殼體10使用4個螺釘固定在熱管砂輪上，并使 用0型密封圈9端面密封方方法實現所述封尾結構控制單元與機械封尾結構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，并能在上下方向運動控制機械封尾 結構上芯孔的開閉，該頂桿上開有槽，通過位置標記可與密封殼體10上的孔對應，從而實 現裝置抽真空部分、注液部分與砂輪中熱管部分的連通。當機械封尾裝置部分安裝固定好 后，升降頂桿8頂到最底位置時機械封尾結構11中的芯孔17被打開，當升降頂桿8向上移 動3 5mm的距離，所述機械封尾結構11上的導桿14在內部彈簧回復力作用下可關閉芯 孔17，完成對熱管砂輪12的封尾密封。如圖2，機械封尾結構11由孔芯14和孔芯座16組成。孔芯座16上一段帶有內螺 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現孔 芯14與孔芯座16之間的密封。孔芯14內有一個帶彈簧結構的導桿13能夠控制芯孔17 的開閉，導桿13上一端帶有密封圈18。通常情況下，導桿13在內部彈簧回復力作用下使芯 孔17處于關閉狀態，此時導桿13上帶有的密封圈18能與芯孔17形成良好的密封效果，當 導桿13受外力下移一段距離(3 5mm)時，芯孔17與密封圈18的密封狀態被破壞，芯孔 17打開。如圖3，當封尾結構控制單元完成對熱管砂輪的密封過程后，取下封尾結構控制單 元，將封蓋裝置19采用4個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 對機械封尾結構進行密封保護。所用螺釘為沉頭螺釘。具體實施例中實現熱管砂輪抽真空、精確注液、機械封尾的操作過程如下步驟1)、將所述裝置中的抽真空裝置、注液裝置、機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 液體，將抽真空裝置與注液裝置通過軟管卡鉗5完全隔斷，同時要保證注液器7帶工質液體 的一端沒有殘留的空氣在橡皮軟管6內。步驟2)、將所述升降頂桿8向下頂到底，此時機械封尾結構11中的芯孔17打開， 將升降頂桿8 —側開設的槽、密封殼體10上的孔對應好，確定所述裝置的抽真空裝置部分、 注液裝置部分、機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，首先對所述裝置的氣密性進行檢驗。步驟3)、當所述裝置的漏氣率低于lPa/h時，對熱管砂輪再次進行抽真空，當砂輪熱管部分的真空度達到5. OXKT2Pa以下時，關閉抽真空裝置部分中的真空閥門3，打開注 液裝置部分的軟管卡鉗5對熱管砂輪進行注液。步驟4)、熱管砂輪注液結束后，將升降導桿8上升4mm的距離，機械封尾結構中的 芯孔17關閉，熱管砂輪的封尾密封過程完成。步驟5)、取下所述封尾結構控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈 端面密封方法對機械封尾結構進行密封保護，熱管砂輪的制作過程完成。
權利要求
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、機械封尾裝置；所述抽真空裝置、注液裝置、機械封尾裝置依次通過不銹鋼管路(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(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(2)和真空閥門(3)依次設置在不銹鋼管路(4)上，并且分別與不銹鋼管路(4)的管道導通連接；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，采用卡接方式設置在橡皮軟管(6)的中段；所述機械封尾裝置包括機械封尾結構(11)和封尾結構控制單元；其中，機械封尾結構(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)內部設置有帶彈簧結構的導桿(13)，導桿(13)的下端設置一個橡膠密封圈(18)；導桿(13)在彈簧的作用下與密封圈(18)相配合用來控制芯孔(17)的開閉；所述封尾結構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，用于實現機械封尾結構(11)與封尾結構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型密封圈徑向實現密封，升降頂桿(8)與密封殼體(10)上開有槽或孔，實現與熱管砂輪(12)中熱管部分以及裝置抽真空、注液部分的連通。
2.根據權利要求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，當封尾 結構控制單元完成對熱管砂輪的密封過程后，取下所述封尾結構控制單元，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，實現對機械 封尾結構(11)的密封保護，所用螺釘為沉頭螺釘。
3.根據權利要求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.根據權利要求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)的管段長度為20 50mm。
5.一種基于權利要求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%的工質液體；將抽真空裝置與注液裝置通過軟管卡鉗(5)完全隔斷， 同時保證注液器(7)帶工質液體的一端沒有殘留的空氣在橡皮軟管(6)內；步驟2)、對熱管砂輪進行抽真空時，將所述升降頂桿(8)向下頂到底，機械封尾結構 (11)中的芯孔(17)打開，同時還要將升降頂桿(8) —側開設的槽與密封殼體(10)上的孔 對應好，確定所述裝置的抽真空裝置部分、注液裝置部分、機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，首先檢驗本裝置的氣密性；步驟3)、當本裝置的漏氣率低于lPa/h時，對熱管砂輪再次進行抽真空，當砂輪熱管部 分的真空度值達到5. OXlO-2Pa以下時，關閉抽真空裝置部分中的真空閥門(3)，打開注液 裝置部分的軟管卡鉗(5)對砂輪進行注液；步驟4)、熱管砂輪注液結束后，上升升降導桿(8) 3 5mm的距離，機械封尾結構中的芯 孔(17)關閉，熱管砂輪的封尾密封過程完成；步驟5)、取下所述封尾結構控制單元，將所述封蓋裝置使用螺釘緊固，0型密封圈端面 密封方法對機械封尾結構進行密封保護，熱管砂輪制作過程完成。
全文摘要
本發明提供一種熱管砂輪的制作裝置及方法，尤其適用于對熱管砂輪抽真空、精確注液、機械結構封尾操作，屬于難加工材料高效磨削加工領域。本發明的裝置由抽真空裝置、注液裝置、機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、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；機械封尾裝置包括機械封尾結構和封尾結構控制單元。本發明結構簡單、密封效果好，方法操作方便可靠，特別適于快速現實新型綠色磨具熱管砂輪在制備過程中抽真空、精確注液和封尾過程。
文檔編號B24D18/00GK101913123SQ20101023630
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者傅玉燦, 徐九華, 徐鴻鈞, 赫青山 申請人:南京航空航天大學