【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密磨削加工，具体为一种微量润滑干冰内冷砂轮及其方法。
技术介绍
1、砂轮磨削作为一种高效、高精度的材料去除方法，被广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、医疗器械等高精度和高表面质量要求的零件加工领域上。磨削过程中，在砂轮和工件间的磨削区会产生大量的磨削热和巨大的磨削力，若不能及时散热和润滑，将在工件表面产生烧伤、裂纹等不良现象，严重影响工件加工质量。传统的冷却润滑方式一般采用磨削冷却液进行冷却润滑，但是由于砂轮周围因旋转产生的气流层，磨削冷却液很难进入磨削区，因此无法进行有效冷却和润滑。
2、目前国内外学者对内冷却磨削进行了大量研究。对比外部浇注式冷却方法，内冷却磨削方法具有将冷却液从砂轮内部经本体上开有的冷却液流道直接喷射至磨削区的特点，能有效避免砂轮周围因旋转产生的气流层的影响，因而能显著降低磨削温度，防止或减少工件表面热损伤。但是传统内冷却砂轮，例如单独通入纳米流体冷却液，更多的是基于单一内冷却，并没有有效结合内润滑化的作用。虽然有对冷却润滑复合溶液进行开发，但是相比与独立的冷却与独立润滑效果其综合效果并不是很好，并且对环境存在一定的污染。并且传统的内冷却砂轮，一般都采用内部浇注式冷却，大量的冷却液流出造成浪费。另外传统内冷却砂轮并不能直接通入低温的液氮和低温液态co2，极易造成管道冰冻，这也限制了它的使用。也有研究者通过内置热管结构进行冷却降温，并通过外部浇注式润滑，也没有考虑内部润滑的作用。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一
2、包括砂轮基体、进气箱、快速接头、空气软管、润滑液管、砂轮盘组件；
3、砂轮基体与进气箱通过刚性焊接；
4、快速接头分别与砂轮基体和进气箱通过螺纹连接，快速接头共有二十二个，其中十八个分别九个均布安装在进气箱圆周上以及九个均布安装在靠近进气箱下端砂轮基体平端面上的，另外四个分别两个对称均布安装在靠近进气箱上端砂轮基体的圆周面上，两个安装对称均布安装在砂轮基体最下端平面上；
5、空气软管共有九根管道，均布在砂轮基体圆周上，每根空气软管一端与进气箱体上的快速接头相连，另一端与砂轮基体上的快速接头相连，均布在砂轮基体圆周上；
6、润滑液管分为对称的两根管道，两根润滑液管的一端与靠近进气箱上端砂轮基体的圆周面上的快速接头相连，另一端与砂轮基体最下端平面上的快速接头相连；
7、砂轮盘组件包括砂轮盘、紧固螺栓、内密封圈、外密封圈；砂轮盘与砂轮基体通过紧固螺栓连接，内密封圈和外密封圈分别安装在砂轮基体上的两个内外密封槽内；
8、砂轮基体内设有液态co2进液流道、进气流道、进液流道、制冷腔室、锥形空气流道、润滑液腔室、润滑液微孔、出液流道；液态co2进液流道直接与制冷腔室相连；进气流道为一组双孔流道，进气流道与进气箱相连通，再通过进气箱上的空气软管与砂轮基体上的锥形空气流道相连通，进液流道通过该流道侧的润滑液管与润滑液腔室相连通，出液流道通过该流道侧润滑液管与润滑液腔室相连通，如此构成润滑液在砂轮基体内部循环，润滑液腔室内壁设有均布的九个圆周润滑液微孔，润滑液微孔在常压润滑液腔室内通入润滑液的情况下无润滑液溢出；
9、砂轮盘上圆周表面设有均布的九个锥形腔气孔，锥形腔气孔上端与砂轮基体上的锥形空气流道相通，一侧通过砂轮基体上的润滑液微孔与砂轮基体上的润滑液腔室相连通，砂轮盘上还设有贯通的冷却气孔；
10、砂轮盘上下圆周表面设有激光雕刻的环形微流道，环形微流道围绕砂轮盘上的冷却气孔和锥形腔气孔开设，便于润滑液和co2气体通过环形微流道进行扩散；
11、一种微量润滑干冰内冷砂轮的微量润滑冷却方法，包括以下步骤：
12、(1)微量润滑干冰内冷砂轮使用标准刀柄夹持安装在机床主轴上；
13、(2)使用液态co2气罐连接可控制单向气阀再连通至微量润滑干冰内冷砂轮液态co2进液流道；
14、(3)高压进气直接取用加工中心用气体连通至微量润滑干冰内冷砂轮进气流道；
15、(4)润滑液泵送通过外部泵送系统连通至连通微量润滑干冰内冷砂轮进液流道和出液流道，循环低压泵送；
16、(5)在干冰内冷砂轮旋转加工时，通入液态co2直接进入砂轮基体的制冷腔室内，由于压力降低，液态co2迅速气化吸热在制冷腔室内形成干冰；随着加工的持续进行，磨削产生大量的热；使得制冷腔室内干冰加速吸热汽化，然后腔室压力升高；汽化的co2气体从砂轮盘上的冷却气孔流出，带走磨削区大量的热量；与此同时润滑液从进液流道通入，通过左侧的润滑液管进入砂轮基体上的润滑液腔室，再从右侧的润滑液管进入出液流道流出，进行循环低压泵送；再者高压气体通过进气流道进入进气箱，再经由空气软管进入锥形空气流道，高压空气进锥形空气流道加压后，进入砂轮盘上的锥形腔气孔内，此时由于高压空气流过，锥形腔气孔内的压力瞬间下降，润滑液腔室的压力大于锥形腔气孔内的压力，于是润滑液腔室内的润滑液通过润滑液微孔被压力推送到锥形腔气孔内，在高压空气的离散作用下润滑液被雾化，雾化润滑液从锥形腔气孔内喷出，对磨削区进行润滑，汽化的co2和雾化润滑液在砂轮盘上的环形微流道的作用下在磨削区进行有效扩散，实现磨削区的有效内冷却和内润滑；
17、(6)加工时可以通过外部自动控制系统，根据具体工况，控制调节液态co2的输送可控制气阀开度，以及间歇式开启和关闭和间歇式开启和关闭的时长，确保制冷腔室内的干冰在加工时能够持续生成和消耗，保持有效稳定制冷，同时同步控制调节进气的压力以及间歇式开启和关闭和间歇式开启和关闭的时长，确保润滑液的有效雾化和有效润滑。
18、与现有技术相比，本专利技术的技术效果是：在砂轮旋转磨削时，砂轮能够实现有效稳定的干冰内冷却和微量内润滑。加工时，往砂轮内通入液态co2，利用液态co2压降汽化原理，在制冷腔室内形成干冰，之后干冰吸收磨削热加速汽化，致使制冷腔室压力升高，汽化后co2气体从砂轮盘上的冷却气孔向下流出，带走磨削区大量的热量。与此同时利用压力雾化原理，往砂轮内通入高压空气，当气体高速流过锥形腔气孔时，润滑液腔室的压力大于锥形腔气孔内的压力，由于压力差，润滑液被大气压挤入润滑液微孔推送到锥形腔气孔内，在高压空气的离散作用下润滑液被雾化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮盘组件(6)还包括内密封圈(63)和外密封圈(64)，所述内密封圈(63)和所述外密封圈(64)分别安装在所述砂轮基体(1)上的两个内外密封槽内。
3.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮基体(1)内设有液态CO2进液流道(111)、进气流道(112)、进液流道(113)、制冷腔室(114)、锥形空气流道(115)、润滑液腔室(116)、润滑液微孔(117)、出液流道(118)；所述液态CO2进液流道(111)直接与所述制冷腔室(114)相连；所述进气流道(112)为一组双孔流道，所述进气流道(112)与所述进气箱(2)相连通，再通过所述进气箱(2)上的所述空气软管(4)与所述砂轮基体(1)上的所述锥形空气流道(115)相连通，所述进液流道(113)通过该流道侧的所述润滑液管(5)与所述润滑液腔室(116)相连通，所述出液流道(118)通过该流道侧所述润滑液管(5)与所述润滑液腔室(116)相连通，所述润滑液
4.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮盘(61)表面设有均布的锥形腔气孔(611)，所述锥形腔气孔(611)与所述砂轮基体(1)上的所述锥形空气流道(115)相通，一侧通过所述砂轮基体(1)上的所述润滑液微孔(117)与所述砂轮基体(1)上的所述润滑液腔室(116)相连通，所述砂轮盘(61)上还设有贯通的冷却气孔(612)。
5.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮盘(61)表面设有激光雕刻的环形微流道(613)，所述环形微流道(613)围绕所述砂轮盘(61)上的所述冷却气孔(612)和所述锥形腔气孔(611)开设。
6.一种微量润滑干冰内冷砂轮的微量润滑冷却方法，包括权利要求1-5任一项所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于：该方法还包括，加工时可以通过外部自动控制系统，根据具体工况，控制调节液态CO2的输送可控制气阀开度，以及间歇式开启和关闭和间歇式开启和关闭的时长，确保所述制冷腔室(114)内的干冰在加工时能够持续生成和消耗，保持有效稳定制冷，同时同步控制调节进气的压力以及间歇式开启和关闭和间歇式开启和关闭的时长，确保润滑液的有效雾化和有效润滑。
...【技术特征摘要】
1.一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮盘组件(6)还包括内密封圈(63)和外密封圈(64)，所述内密封圈(63)和所述外密封圈(64)分别安装在所述砂轮基体(1)上的两个内外密封槽内。
3.根据权利要求1所述的一种微量润滑干冰内冷砂轮，其特征在于：所述砂轮基体(1)内设有液态co2进液流道(111)、进气流道(112)、进液流道(113)、制冷腔室(114)、锥形空气流道(115)、润滑液腔室(116)、润滑液微孔(117)、出液流道(118)；所述液态co2进液流道(111)直接与所述制冷腔室(114)相连；所述进气流道(112)为一组双孔流道，所述进气流道(112)与所述进气箱(2)相连通，再通过所述进气箱(2)上的所述空气软管(4)与所述砂轮基体(1)上的所述锥形空气流道(115)相连通，所述进液流道(113)通过该流道侧的所述润滑液管(5)与所述润滑液腔室(116)相连通，所述出液流道(118)通过该流道侧所述润滑液管(5)与所述润滑液腔室(116)相连通，所述润滑液腔室(116)内壁设有均布的润滑液微孔(117)。
4.根据权利要求1所述的一种微量润...
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