本发明专利技术公开了一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置，包括一种储存机构、超磁致伸缩机构、喷涂机构、执行机构、推进机构、位移放大机构和瞬时冷却机构。工作时，磨削单元与工件产生的热量，热量经导热块传递到推进机构；推进机构中的记忆弹簧吸热产生形变，使得位移放大机构挤压喷雾器，喷出冷却液到工作区域，实现砂轮的瞬时冷却；冷却液中亚甲基蓝与喷涂在砂轮表面的蒙脱石吸收热量，发生吸附反应；通过砂轮的离心力甩出带有磨屑的蒙脱石，实现去屑。本发明专利技术结构简单，当砂轮磨削时能通过有效的冷却和去除磨屑，来提高光学玻璃工件表面的质量，并且能减少砂轮的磨损，从而延长砂轮的寿命，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。
【技术实现步骤摘要】
一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置
[0001]本专利技术涉及砂轮磨削领域，具体涉及一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置。
技术背景
[0002]砂轮作为磨削加工的灵魂，在磨削加工过程中起着核心作用，一般由磨料、结合剂和轴孔构成。由于砂轮其表面较粗糙，从而磨削去除后的细小颗粒容易附着于砂轮表面，一方面将影响磨削性能，且细小颗粒容易对工件造成一定的划伤，从而影响磨削精度，而附着与砂轮外缘面的灰尘颗粒一般是借助外物进行刷落，较为麻烦，且频繁的操作容易影响工件磨削效率。
[0003]并且在磨削过程中，随着磨削过程的不断进行，工件表面的热量不断聚集，从而形成了局部高温，局部的高温严重破坏工件表面的完整性以及使用性。工件也常常由于磨削中的累积温升而产生尺寸精度和形状精度误差。解决的办法常常是向磨削区提供充足的磨削液。目砂轮只采用外部冷却液输入的单一冷却方式，冷却效率不高，无法对磨削加工过程中出现的复杂工况做出及时响应，但是高速旋转的砂轮带动其周边的空气形成了一个阻碍磨削液进入的气障层，因此能够有效进入磨削区域的有效磨削液的量更是极为有限，也直接导致了磨削区热量的大量累积甚至热损伤，影响砂轮的性能与加工效果。
[0004]光学元件磨削加工过程中包含大量的材料去除，会引起砂轮磨损，砂轮堵塞以及不平衡跳动等问题。及时有效地开展砂轮修整工作以保持磨具表面的磨粒锋利度、容屑空间及加工能力，才能顺利地进行磨削加工。为去除磨削加工后光学玻璃表面遗留的加工痕迹、获得高质量的表面，就必须采用后续的精密抛光加工过程，但抛光过程去除率和加工效率低，因此提高磨削加工质量并减少抛光时间是光学玻璃加工的关键。光学元件磨削加工过程中包含大量的材料去除，会引起砂轮磨损，砂轮堵塞以及不平衡跳动等问题。及时有效地开展去除磨屑工作以保持磨具表面的磨粒锋利度、容屑空间及加工能力，才能顺利地进行磨削加工。
[0005]针对分块式砂轮，专利名称为“一种镀膜磨粒镶块式钎焊砂轮”(公开号：CN105643483B)进行了公告，其原理是在砂轮基座与盖板侧壁均匀设置若干散热槽，以促进磨削液的流通，增强磨削区的换热，并且以在普通磨料表面镀有金刚石膜来降低生产成本，该砂轮在一定程度上解决了砂轮的散热与磨损问题。但该技术方案仍存在以下问题：并未从根本上改变砂轮的冷却方式，仅有为外部磨削液输入，仍有大量的热量堆积甚至热损伤；对于砂轮磨削时产生的磨屑无法有效的去除，磨屑会破坏已加工好的工件表面，无法有效的提高工件表面的质量。
[0006]综上所述，那么如何实现金刚石砂轮在磨削光学玻璃的过程中对磨削区域有效的供给磨削液及其瞬时供给磨削液，并且有效的去除砂轮磨削过程中产生的磨屑提高工件表面质量等问题已经成为刻不容缓亟待解决的问题。
技术实现思路
[0007]针对砂轮冷却方式单一、热量堆积对工件表面的损伤、并且对于在加工过程中出现的复杂工况无法及时响应、工作时产生的磨屑无法去除等技术问题，本专利技术公开了一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置，该装置包括储存机构、超磁致伸缩机构、喷涂机构、执行机构、推进机构、位移放大机构和瞬时冷却机构，其特征在于：
[0009]储存装置中的溶液为含有以蒙脱石为芯材，二氧化硅纳米为壳体材料的吸附剂；
[0010]超磁致伸缩装置通脉冲电流后，利用超磁致伸缩棒的体积形变配合控制阀门、第一单向阀、第二单向阀按顺序开和闭，使得橡胶盒中的气压发生变化，推动冷却液做加速运动进入喷涂机构中；
[0011]喷涂装置包括内置分流管、喷头；所述分流管上端与超磁致伸缩机构底的端第二单向阀通过螺栓连接，下端与喷头通过螺栓连接，冷却液进入分流管后，喷头将冷却液均匀喷涂在磨削单元表面；
[0012]执行机构中的磨削单元材料为金刚石，导热片的材料为铜，结构为片状；
[0013]推进机构中的记忆弹簧为记忆合金丝绕制而成的，受到发热片传递过来的热量后伸长，使连杆组运动，从而达到位移放大效果；所述记忆弹簧通过第二固定件与第一连杆相连，所述记忆弹簧与所述第二固定件焊接，所述第一连杆杠杆与所述第一固定件螺纹连接；
[0014]位移放大机构中所述杠杆组包括第一连杆、第二连杆、第一曲柄、第二曲柄、圆盘；
[0015]工作时，第一连杆带动第二连杆，第二连杆带动第一曲柄，第一曲柄带动圆盘转动，圆盘带动第二曲柄挤压喷雾器；
[0016]瞬时冷却机构用于实现外部冷却液输送，从而是得砂轮磨削区瞬时冷却。
[0017]进一步地，瞬时冷却机构包括喷雾器、空气腔体、活塞板和环形卡扣，其中，环形卡扣与砂轮基体通过螺钉连接，卡扣夹住喷雾器，实现挤压喷雾的固定；活塞板上下运动，使得空气腔体变形，并产生挤压力；
[0018]喷雾器内部装有纳米流体，由硅胶材质制成，上半部分为圆锥锥形，下半部分为圆柱形，并且在顶部开有小锥孔，可控制冷却液的出量；其中冷却液所含的液体为含有亚甲基蓝溶液的混合冷却液；当喷雾器内部冷却液不足时使用针筒注射器进行补充。
[0019]进一步地，瞬时冷却机构中的冷却液为含有亚甲基蓝溶液的冷却液。
[0020]本专利技术还提供了一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置的磨削方法：其步骤在于：
[0021]步骤1、超磁致伸缩机构与储存机构开始工作后，液体阀门打开，储存在封闭的液体管中的溶液进入导管；
[0022]步骤2、向超磁致伸缩机构通电后，给励磁线圈接入高压脉冲电流使其产生电磁力，使得超磁致伸缩机构中的上导磁块、上导磁盖、下导磁块、下导磁盖、超磁致伸缩棒之间形成电磁回路；磁场使得超磁致伸缩棒发生形变，超磁致伸缩棒体积变小使得出橡胶盒内部的形成负压，通过第一单向阀吸入导管中的溶液，超磁致伸缩棒变大挤出橡胶盒中的溶液通过第二单向阀到分流管，分流管中的溶液通过喷头均匀的涂抹在砂轮基体工作表面；分流管与超磁致伸缩机构通过螺纹连接；
[0023]步骤3、砂轮定向顺时针旋转，利用执行机构对工件进行加工，当磨削区域温度升高超过设定阈值时，推进机构带位移放大机构挤压瞬时冷却机构，喷出含有亚甲基蓝的混合冷却液，实现对磨削区的瞬时冷却；
[0024]步骤4、在砂轮磨削区域，混合冷却液中的亚甲基蓝溶液与涂抹在砂轮表面的蒙脱石受热发生吸附反应，吸收热量，进一步对砂轮磨削区域冷却，并且亚甲基蓝与蒙脱石吸热后产生的吸附反应会吸附磨削时产生的磨屑，并通过离心力甩出带有磨屑的蒙脱石，实现去除磨屑。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、磨削液的有效供给——内置自适应喷雾器，在外部输送冷却的基础上增加了砂轮磨削区的瞬时冷却，双重冷却供给大大提高了冷却的效率，减少了磨削液的浪费与砂轮的磨损。
[0027]2、磨削液“自适应”供给——执行机构中磨削区域的温度决定记忆弹簧的伸缩程度。当磨削区域温度超过设定阈值时，瞬时冷却机构中喷雾器喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置，该装置包括储存机构(1)、超磁致伸缩机构(2)、喷涂机构(3)、执行机构(4)、推进机构(5)、位移放大机构(6)和瞬时冷却机构(7)，其特征在于：储存装置(1)中的溶液为含有以蒙脱石为芯材，二氧化硅纳米为壳体材料的吸附剂；超磁致伸缩装置(2)通脉冲电流后，利用超磁致伸缩棒的体积形变配合控制阀门(1.2)、第一单向阀(2.12)、第二单向阀(2.11)按顺序开和闭，使得橡胶盒(2.10)中的气压发生变化，推动冷却液做加速运动进入喷涂机构(3)中；喷涂装置(3)包括内置分流管(3.1)、喷头(3.2)；所述分流管(3.1)上端与超磁致伸缩机构(2)底的端第二单向阀(2.11)通过螺栓连接，下端与喷头(3.2)通过螺栓连接，冷却液进入分流管(3.1)后，喷头(3.2)将冷却液均匀喷涂在磨削单元(4.3)表面；执行机构(4)中的磨削单元(4.3)材料为金刚石，导热片(4.1)的材料为铜，结构为片状；推进机构(5)中的记忆弹簧(5.3)为记忆合金丝绕制而成的，受到发热片传递过来的热量后伸长，使连杆组运动，从而达到位移放大效果；所述记忆弹簧(5.3)通过第二固定件(5.4)与第一连杆(6.8)相连，所述记忆弹簧(5.3)与所述第二固定件(5.4)焊接，所述第一连杆杠杆与所述第一固定件(5.2)螺纹连接；位移放大机构(6)中所述杠杆组包括第一连杆(6.8)、第二连杆(6.13)、第一曲柄(6.5)、第二曲柄(6.1)、圆盘(6.4)；工作时，第一连杆(6.8)带动第二连杆(6.13)，第二连杆(6.13)带动第一曲柄(6.5)，第一曲柄(6.5)带动圆盘(6.4)转动，圆盘(6.4)带动第二曲柄(6.1)挤压喷雾器(7.3)；瞬时冷却机构(7)用于实现外部冷却液输送，从而是得砂轮磨削区瞬时冷却。2.根据权利要求1所述一种基于吸附冷却用于光学玻璃磨削的金刚石砂轮装置，其特征在于：瞬时冷却机构(7)包括喷雾器(7.3)、空气腔体(7.2)、活塞板(7.1)和环形卡扣(7.4)，其中，环形卡扣(7.4)与砂轮基体(4.2)通过螺钉连接，卡扣夹住喷雾器...
【专利技术属性】
技术研发人员：李超，赵思烁，张晓红，曾鸣龙，张秩玮，石照耀，李伟，杨志远，李丰任，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。