本發(fā)明涉及砂輪修整，尤其是一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、砂輪修整分為修形和修銳兩種，修形是將砂輪的面型輪廓尺寸精度進(jìn)行重新再加工，以符合砂輪磨削時(shí)的具體工作要求標(biāo)準(zhǔn)和工況；修銳是針對砂輪表面磨粒和結(jié)合劑加工的過程，通過修銳使砂輪表面磨粒能夠達(dá)到鋒利狀態(tài)，從而在磨削時(shí)，磨粒能夠保持高材料去除率。

2、當(dāng)前砂輪修整工藝主要有干式機(jī)械式砂輪修整、磨削液澆注式機(jī)械式砂輪修整、射流、電火花放電、激光、超聲輔助以及復(fù)合式砂輪修整工藝等。干式機(jī)械式砂輪修整是使用單點(diǎn)式、滾輪式或磨削式等修整器對待修整砂輪進(jìn)行修整的過程，如“一種金剛石砂輪修整方法”(cn108838890b)采用了金屬結(jié)合劑金剛石砂輪對待修整金剛石砂輪進(jìn)行對磨修整，對磨修整后再對修整后砂輪進(jìn)行超聲表面清潔，使用金屬結(jié)合劑金剛石砂輪修整，可使被修整砂輪精度提高。但是，機(jī)械式砂輪修整過程中磨粒和結(jié)合劑殘留砂輪表面不易被去除或者清潔過程繁瑣的問題，并且機(jī)械式砂輪修整的修整力高且不均勻，會導(dǎo)致修整過程中磨粒脫落、破碎、突出高度不規(guī)律。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置及方法，通過納米流體微量潤滑輔助解決了機(jī)械式砂輪修整過程中磨粒和結(jié)合劑殘留砂輪表面不易被去除的問題，降低了機(jī)械式砂輪修整力，降低修整過程中磨粒脫落、破碎、突出高度不規(guī)律現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置，包括：

3、納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng),可將納米粒子和微量潤滑基礎(chǔ)液自動按比例混合成納米流體微量潤滑混合液；

4、磨削機(jī)床,包括磨床工作臺、磨床主軸以及混合液輸出噴嘴，所述磨床工作臺的運(yùn)動方向與所述磨床主軸旋轉(zhuǎn)軸向垂直，所述磨床工作臺設(shè)有金剛石筆砂輪修整器并跟隨其運(yùn)動，所述磨床主軸放置待修整砂輪，所述混合液輸出噴嘴與所述納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng)連通并對準(zhǔn)砂輪修整區(qū)域。

5、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述金剛石筆砂輪修整器的金剛石修整尖端為半球形。

6、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述金剛石筆砂輪修整器可在徑向方向和軸向方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度。

7、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述混合液輸出噴嘴設(shè)有霧化錐角。

8、第二方面，本發(fā)明提供了一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，采用如第一方面所述納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置進(jìn)行，包括以下步驟：

9、將納米粒子和微量潤滑基礎(chǔ)液按照一定比例輸入到超聲振動攪拌器中混合，獲得納米流體混合液；

10、將待修整砂輪安裝固定在磨床主軸上，金剛石筆砂輪修整器垂直安裝于磨床上的修整器夾具中，金剛石筆砂輪修整器在徑向方向順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度，軸向方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度；

11、設(shè)定砂輪修整參數(shù)、納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng)參數(shù)、混合液輸出噴嘴與待修整砂輪底部切平面的幾何參數(shù)；開機(jī)對待修整砂輪進(jìn)行納米流體微量潤滑輔助修整加工；

12、停機(jī)，將金剛石筆砂輪修整器從金剛石筆砂輪修整器夾具中取下，歸庫。

13、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，納米粒子為二氧化硅、碳化硅、石墨，微量潤滑基礎(chǔ)液為花生油、大豆油、棕櫚油、橄欖油、椰子油。

14、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，金剛石筆砂輪修整器在徑向方向順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度為3°～140°，軸向方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度為-65°～65°。

15、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，砂輪修整參數(shù)包括磨床主軸轉(zhuǎn)速nw、砂輪軸向修整進(jìn)給速率vf、砂輪修整深度ad、修整重疊率cd和修整進(jìn)給循環(huán)次數(shù)k；納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng)參數(shù)包括納米流體微量潤滑流量v、納米流體微量潤滑輸出氣壓p；混合液輸出噴嘴與待修整砂輪底部切平面的幾何參數(shù)包括垂直距離a、水平距離b和夾角γ。

16、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，夾角γ的計(jì)算公式為：

17、當(dāng)cd≥1時(shí)，

18、當(dāng)cd≤1時(shí)，

19、式中：cd為修整重疊率、ed為金剛石筆砂輪修整器有效修整寬度、fd為修整導(dǎo)程、r為金剛石修整尖端為半球形的半徑、θ為混合液輸出噴嘴霧化錐角。

20、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，納米流體微量潤滑混合液需進(jìn)行超聲振動以使其混合均勻，納米流體微量潤滑混合液需進(jìn)行超聲振動的參數(shù)有，超聲振動頻率h，超聲振動時(shí)間t。

21、上述本發(fā)明的有益效果如下：

22、1.本發(fā)明的納米流體微量潤滑混合液是由納米粒子和微量潤滑基礎(chǔ)液混合組成，在納米流體微量潤滑輔助砂輪修整過程中，被噴射到被修整砂輪表面的納米粒子和微量潤滑基礎(chǔ)液能夠提升砂輪修整器的潤滑效果，降低砂輪修整器與被修整砂輪之間的摩擦作用，解決了機(jī)械式砂輪修整過程中磨粒和結(jié)合劑殘留砂輪表面不易被去除的問題，降低砂輪修整器的修整力，提升修整砂輪的面型輪廓尺寸精度和質(zhì)量，降低磨粒脫落、破碎、突出高度不規(guī)律現(xiàn)象。

23、2.本發(fā)明擴(kuò)展納米流體微量潤滑工藝以及機(jī)械式砂輪修整的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，并且納米流體微量潤滑混合液在砂輪修整過程中，使用量少，對加工環(huán)境污染輕。

技術(shù)特征：

1.一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置，其特征在于，所述金剛石筆砂輪修整器的金剛石修整尖端為半球形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置，其特征在于，所述金剛石筆砂輪修整器可在徑向方向和軸向方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置，其特征在于，所述混合液輸出噴嘴設(shè)有霧化錐角。

5.一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，采用如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置進(jìn)行，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，其特征在于，納米粒子為二氧化硅、碳化硅、石墨，微量潤滑基礎(chǔ)液為花生油、大豆油、棕櫚油、橄欖油、椰子油。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，其特征在于，金剛石筆砂輪修整器在徑向方向順著砂輪旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度為3°～140°，軸向方向偏轉(zhuǎn)設(shè)定角度為-65°～65°。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，其特征在于，砂輪修整參數(shù)包括磨床主軸轉(zhuǎn)速nw、砂輪軸向修整進(jìn)給速率vf、砂輪修整深度ad、修整重疊率cd和修整進(jìn)給循環(huán)次數(shù)k；納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng)參數(shù)包括納米流體微量潤滑流量v、納米流體微量潤滑輸出氣壓p；混合液輸出噴嘴與待修整砂輪底部切平面的幾何參數(shù)包括垂直距離a、水平距離b和夾角γ。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，其特征在于，夾角γ的計(jì)算公式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整方法，其特征在于，納米流體微量潤滑混合液需進(jìn)行超聲振動以使其混合均勻,超聲振動的參數(shù)有，超聲振動頻率h，超聲振動時(shí)間t。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及砂輪修整技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種納米流體微量潤滑輔助砂輪修整裝置及方法，包括：納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng),可將納米粒子和微量潤滑基礎(chǔ)液自動按比例混合成納米流體微量潤滑混合液；磨削機(jī)床,包括磨床工作臺、磨床主軸以及混合液輸出噴嘴，所述磨床工作臺的運(yùn)動方向與所述磨床主軸旋轉(zhuǎn)軸向垂直，所述磨床工作臺設(shè)有金剛石筆砂輪修整器并跟隨其運(yùn)動，所述磨床主軸放置待修整砂輪，所述混合液輸出噴嘴與所述納米流體微量潤滑混合液供給系統(tǒng)連通并對準(zhǔn)砂輪修整區(qū)域；本發(fā)明解決了機(jī)械式砂輪修整過程中磨粒和結(jié)合劑殘留砂輪表面不易被去除或者清潔過程繁瑣，并且機(jī)械式砂輪修整的修整力高且不均勻，會導(dǎo)致修整過程中磨粒脫落、破碎、突出高度不規(guī)律的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：趙緒峰,李長河,張彥彬,楊敏,李本凱,劉明政,崔歆,高騰,馬宵,周宗明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9