预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头

摘要

本发明公开了一种预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头，涉及干式打磨加工技术领域。其中，预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头，包括：砂轮安装轴；砂轮端盖，与所述砂轮安装轴连接；低温烧结内冷CBN外圆砂轮，同时与所述砂轮安装轴和所述砂轮端盖连接；内腔叶轮，设置于所述砂轮端盖与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮之间；通过紧固件将所述砂轮端盖、所述内腔叶轮和所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮依次固定设置于所述砂轮安装轴。本发明，解决目前的冷却方式主要是外部冷却方式，由于打磨磨头的气流屏障等因素降温效率较低，不仅增加了生产成本，而且造成了环境污染的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及干式打磨加工技术领域，尤其是一种预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头。

背景技术

打磨加工在机械制造业中应用非常广泛，在汽车和航空航天等领域的应用尤其重要，随着高硬度，高强度，高耐磨性，高功能性的新型材料的广泛应用，打磨加工技术正朝着高速高效、低表面粗糙度、精密、智能化方向发展。因此，寻找适合大型结构件的高效、高质量的打磨工具，对零件表面质量和加工环境的都是至关重要的。

目前国内外复杂型面的表面磨削抛光工作大多数仍处于手工打磨阶段。由于大型结构件打磨时难以使用冷却液等方式降温，打磨加工中所消耗的能量大部分以热能的形式积聚在磨削弧区，在打磨加工过程中，极易在工件表面积聚大量的热量，型面精度和表面完整性难以保证，导致零件可靠性降低。严重影响着加工零件的使用性能、安全可靠性以及生产周期。

因此如何能够降低打磨磨削温度是很重要的。目前的冷却方式主要是外部冷却方式，由于打磨磨头的气流屏障等因素降温效率较低，不仅增加了生产成本，而且造成了环境污染，因此设计一种具有可控内润滑的低温烧结内冷CBN砂轮具有重要的意义。

针对相关技术中目前的冷却方式主要是外部冷却方式，由于打磨磨头的气流屏障等因素降温效率较低，不仅增加了生产成本，而且造成了环境污染的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

发明目的：提供一种预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头，包括：砂轮安装轴；砂轮端盖，与所述砂轮安装轴连接；低温烧结内冷CBN外圆砂轮，同时与所述砂轮安装轴和所述砂轮端盖连接；内腔叶轮，设置于所述砂轮端盖与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮之间；通过紧固件将所述砂轮端盖、所述内腔叶轮和所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮依次固定设置于所述砂轮安装轴。

在进一步的实施例中，所述砂轮安装轴上设置有限位凸起。能够实现良好的限位固定效果。

在进一步的实施例中，所述砂轮端盖上设置有与所述限位凸起相匹配的凹槽。能够实现良好的配合效果。

在进一步的实施例中，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮端面上设置有润滑剂填充孔。能够实现供润滑剂填充的效果。

在进一步的实施例中，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮的外表面设置有多个润滑剂流道孔。能够实现供润滑剂流通的效果。

在进一步的实施例中，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮采用中空结构。能够实现容纳叶轮的效果。

在进一步的实施例中，所述砂轮结合剂采用低熔点高强度玻璃粉结合剂。具有较低的熔化温度和封接温度，良好的耐热性和化学稳定性，较高的机械强度。

在进一步的实施例中，所述预填润滑剂为润滑油脂与固体润滑剂混合物。能够实现便于操作和易于获得的效果。

在进一步的实施例中，所述内腔叶轮与所述砂轮安装轴采用间隙配合。能够保证砂轮内腔的叶轮异步旋转，从而产生驱动气流。

在进一步的实施例中，所述内腔叶轮的外径与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮的内径间隙为3mm~5mm。能够实现便于旋转和防止干涉的情况。

有益效果：在本申请实施例中，采用改进磨头结构的方式，通过砂轮安装轴；砂轮端盖，与所述砂轮安装轴连接；低温烧结内冷CBN外圆砂轮，同时与所述砂轮安装轴和所述砂轮端盖连接；内腔叶轮，设置于所述砂轮端盖与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮之间；通过紧固件将所述砂轮端盖、所述内腔叶轮和所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮依次固定设置于所述砂轮安装轴，达到了自冷却润滑的目的，从而实现了提高降温效率和减小成本的技术效果，进而解决了目前的冷却方式主要是外部冷却方式，由于打磨磨头的气流屏障等因素降温效率较低，不仅增加了生产成本，而且造成了环境污染的技术问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图1；

图2是本发明的结构示意图2；

图3是本发明的砂轮安装轴结构示意图；

图4是本发明的砂轮端盖结构示意图1；

图5是本发明的砂轮端盖结构示意图2；

图6是本发明的低温烧结内冷CBN外圆砂轮结构示意图；

图7是本发明的内腔叶轮结构示意图；

图8是本发明的低温烧结内冷CBN外圆砂轮模具结构示意图。

附图标记为：1、砂轮安装轴；2、砂轮端盖；3、低温烧结内冷CBN外圆砂轮；4、内腔叶轮；5、紧固件；6、限位凸起；7、凹槽；8、润滑剂填充孔；9、润滑剂流道孔。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图1-8所示，本申请涉及一种预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头。该预填润滑剂低温玻璃粉结合剂烧结CBN磨头包括：砂轮安装轴1；砂轮安装轴1是指旋转轴，能够实现固定和带动其他部件动作的效果；进一步的，所述砂轮安装轴1上设置有限位凸起6。能够实现良好的限位固定效果。

砂轮端盖2，与所述砂轮安装轴1连接；能够实现良好的固定连接效果；进一步的，所述砂轮端盖2上设置有与所述限位凸起6相匹配的凹槽7。能够实现良好的配合效果。

低温烧结内冷CBN外圆砂轮3，同时与所述砂轮安装轴1和所述砂轮端盖2连接；能够形成磨头外部框架的效果。

内腔叶轮4，设置于所述砂轮端盖2与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3之间；能够实现良好的旋转效果，从而带动润滑脂运动的效果。内腔叶轮4参数根据需要可以调整和更换，其参数采用优化方法计算，利用3D打印技术制备，材料为塑料。

通过紧固件5将所述砂轮端盖2、所述内腔叶轮4和所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3依次固定设置于所述砂轮安装轴1。能够实现形成完成砂轮结构的效果。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用改进磨头结构的方式，通过砂轮安装轴1；砂轮端盖2，与所述砂轮安装轴1连接；低温烧结内冷CBN外圆砂轮3，同时与所述砂轮安装轴1和所述砂轮端盖2连接；内腔叶轮4，设置于所述砂轮端盖2与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3之间；通过紧固件5将所述砂轮端盖2、所述内腔叶轮4和所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3依次固定设置于所述砂轮安装轴1，达到了自冷却润滑的目的，从而实现了提高降温效率和减小成本的技术效果，进而解决了目前的冷却方式主要是外部冷却方式，由于打磨磨头的气流屏障等因素降温效率较低，不仅增加了生产成本，而且造成了环境污染的技术问题。

作为本实施例中优选的，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3端面上设置有润滑剂填充孔8。能够实现供润滑剂填充的效果。进一步的，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3的外表面设置有多个润滑剂流道孔9。能够实现供润滑剂流通的效果。

作为本实施例中优选的，所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3采用中空结构。能够实现容纳叶轮的效果。

作为本实施例中优选的，所述砂轮结合剂采用低熔点高强度玻璃粉结合剂。具有较低的熔化温度和封接温度，良好的耐热性和化学稳定性，较高的机械强度。

作为本实施例中优选的，所述预填润滑剂为润滑油脂与固体润滑剂混合物。能够实现便于操作和易于获得的效果。润滑油脂可选择为工业油脂、生物油脂，固体润滑剂选择石墨和二硫化钼，粒度：300目。

作为本实施例中优选的，所述内腔叶轮4与所述砂轮安装轴1采用间隙配合。能够保证砂轮内腔的叶轮异步旋转，从而产生驱动气流。

作为本实施例中优选的，所述内腔叶轮4的外径与所述低温烧结内冷CBN外圆砂轮3的内径间隙为3mm~5mm。能够实现便于旋转和防止干涉的情况。

本发明的设计内容如下：

把砂轮端盖2安装在砂轮安装轴1上，然后再将内腔叶轮4通过砂轮安装轴1安装端盖上方，最后将玻璃粉烧结内冷砂轮安装内腔叶轮4上方，然后通过锁紧螺母将内冷砂轮固定在砂轮安装轴1上。内冷砂轮上端面上设计有一个润滑脂填充孔。低温烧结内冷砂轮，采用可重复使用的安装心轴，采用特制模具，在内冷烧结砂轮外圆面压制成型润滑剂流道孔9，保证砂轮强度，砂轮结合剂采用低熔点高强度玻璃粉结合剂（烧结温度＜450℃），压制成型时砂轮坯体内部设计有丝网骨架，在烧结过程中，通过压制模具成型制备出具有有序排布析出微孔的烧结砂轮坯体，通过优化的烧结工艺制备出内冷烧结砂轮。

玻璃粉内冷烧结砂轮：

磨头的尺寸和外形可以根据打磨工件和型面调整，为增加磨头强度，在压制磨头坯料时设计有丝网骨架，磨头外缘孔道采用压制成型模具预压制成型，其主要方法，在压制成型时，将孔道成型模具，如图8所示，与磨头粉体同时压制成型后，取出磨头坯体后，将孔道成型模具上的孔道成型圆销取出，然后形成具有润滑通道的内冷烧结砂轮坯体。通过优化的烧结工艺，烧结制备出玻璃粉结合剂内冷烧结CBN磨头。

按照磨削加工要求，设计出磨头的孔道尺寸和形状，进而设计制作出孔道模具，最后制备出适合磨削的内冷磨头。

本发明具体工作原理如下：

砂轮端盖2、内冷砂轮与砂轮安装轴1之间靠锁紧螺母固定在一起磨头内腔安装有内腔叶轮4，内腔叶轮4与砂轮安装轴1为间隙配合，内腔叶轮4外径与砂轮内腔内径间隙为3~5mm。叶轮主要起到混匀和驱动润滑油脂的作用。砂轮端面设计有小孔，用来预装润滑脂，由此孔进入砂轮内腔。砂轮内腔安装有内腔叶轮4，内腔叶轮4与砂轮安装轴1为间隙配合，内腔叶轮4与内冷砂轮的旋转不同步，带动内腔润滑脂进入磨头外缘面的析出微孔。

如图1-2所示的：一种预填充润滑脂内润滑低温烧结磨头，主要由砂轮安装轴1、砂轮端盖2、低温烧结内冷CBN外圆砂轮3和内腔叶轮4构成，使内腔叶轮4穿过砂轮安装轴1的上端进入到型腔内，使之与直径为22mm的轴间隙配合，从而保证砂轮内腔的叶轮异步旋转，产生驱动气流，在磨削高温促使润滑脂软化的情况下通过气流驱动力和离心力的共同作用下将填充在磨头内腔的固体润滑剂通过磨头的表面析出微孔均匀析出到磨削端面。砂轮端盖2与直径为20mm的砂轮安装轴1配合。

低温烧结内冷CBN外圆砂轮3上端面上留有为预装润滑脂的管道的小孔，从而及时为磨头提供充足的润滑脂。

本实用还具有如下有益效果：

1、本设计使润滑介质通过磨头内部直接到达磨削表面，由于润滑脂的析出量与磨削温度有关，磨削温度越高，析出量越大，实现了润滑油脂量的适量析出。从而避免了切削液带来的资源浪费和环境污染，达到了良好润滑的目的，实现了绿色磨削加工。

2、旋转砂轮内部根据实际情况做出中空结构，直孔用来填充润滑脂，，磨削高温时润滑脂软化，在离心力和内腔叶轮离心力的共同作用下再经过砂轮表面的通孔直接注入到切削区域，可增强冷却及排屑效果，提高砂轮的耐用度。该冷却方式是通过固体润滑通过砂轮内部直接作用到磨削弧区。

3、砂轮内腔砂轮小孔预先填充润滑脂，磨削加工时，在磨削高温、离心力和和砂轮内腔叶轮的驱动下，将润滑脂由砂轮内部析出至磨削界面，形成润滑膜层起到冷却润滑作用，辅助具有清除磨屑的作用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。