用于向主动磨削区域提供冷却剂的系统和方法技术方案

提出了一种磨削系统，该磨削系统包括磨削轮，该磨削轮具有联接到冷却剂出口的冷却剂通道。该冷却剂通道延伸穿过该磨削轮的磨削层。该冷却剂出口位于该磨削轮的主动磨削表面上。该磨削系统还包括安装特征，该安装特征被配置成将该磨削轮联接到磨削机。该磨削系统还包括冷却剂分布部件，该冷却剂分布部件被配置成接收冷却剂并将其通过该冷却剂通道提供到该冷却剂出口点。却剂出口点。却剂出口点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向主动磨削区域提供冷却剂的系统和方法

技术介绍

[0001]传统上，通过压缩磨料颗粒(例如，金刚石、立方氮化硼、氧化铝、或SiC)、粘结剂前体(例如，玻璃体、金属或树脂)、任选的孔隙诱导剂(例如，玻璃泡、萘、压碎的椰子或核桃壳、或丙烯酸玻璃、或PMMA)和液体载体中的临时有机粘结剂(例如，酚醛树脂、聚乙烯醇、脲醛树脂或糊精的水溶液)的共混物来制备粘结磨料制品(例如，磨轮、磨料段和磨石)。这些磨料颗粒、粘结前体和通常地，孔隙诱导剂通常干混在一起。然后添加临时有机粘结剂溶液，以润湿磨粒混合物。然后将共混的混合物放置于用脱模剂处理的硬化钢模具中，并按压以达到预定义的体积。然后在生坯阶段将经按压的部分从模具中去除并放入烘箱或炉中加热，直到永久粘结剂完全凝固。

技术实现思路

[0002]提出了一种磨削系统，该磨削系统包括磨削轮，该磨削轮具有联接到冷却剂出口的冷却剂通道。该冷却剂通道延伸穿过该磨削轮的磨削层。该冷却剂出口位于该磨削轮的主动磨削表面上。该磨削系统还包括安装特征，该安装特征被配置成将该磨削轮联接到磨削机。该磨削系统还包括冷却剂分布部件，该冷却剂分布部件被配置成接收冷却剂并将其通过该冷却剂通道提供到该冷却剂出口点。
[0003]使用具有此类系统的磨料制品可在研磨操作期间减少或甚至防止表面燃烧和/或损坏工件亚表面。另外，由于磨削力的减小和磨削区的温度的降低，切削性能更高，因此客户可以看到更好的每次切削成本值。本公开的其它特征和优点将通过考虑具体实施方式以及所附权利要求书而进一步理解。
附图说明
[0004]图1A至图1B示出了向磨料过程提供冷却剂的现有技术方法。
[0005]图2A至图2D示出了根据本文的实施方案的具有冷却剂提供特征的磨料制品。
[0006]图3示出了根据本文的实施方案的用于磨削系统的示例性喷嘴。
[0007]图4A至图4D示出了根据本文的实施方案制造的具有基于轴的冷却剂递送系统的磨削轮。
[0008]图5A至图5B示出了根据本文的实施方案的具有基于轴的冷却剂递送系统的替代磨料制品。
[0009]图6示出了根据本文的实施方案的进行磨料磨削操作的方法。
[0010]图7A至图7E示出了根据本文的实施方案的研磨系统的视图。
[0011]图8示出了如在实施方案中进一步详细描述的磨料系统。
[0012]在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其他修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
[0013]在湿磨过程期间，向磨削区域提供冷却剂至关重要。冷却剂减少了磨料颗粒和被研磨工件之间的不期望的机械、热和化学冲击，并且有利于从接触区域中去除碎屑和磨损的矿物。润滑剂减少材料之间的摩擦，并且通过将磨削期间产生的热量吸收和从过程区域运输走来冷却磨削过程区域。如果不存在足够的冷却剂，则表面燃烧和/或损坏被研磨工件亚表面的风险高。磨料制品设计的一个目标是管理去往和来自工作区域两者的冷却剂递送，使得根据需要足够的冷却剂可用于主动磨削区域。如下文所讨论，本专利技术的实施方案通过修改磨料制品设计来实现这一点。例如，一些实施方案使用内部冷却剂特征，这些内部冷却剂特征被设计成从外部源捕获冷却剂并且将冷却剂递送到主动磨削区域。
[0014]图1A至图1B示出了向磨料过程提供冷却剂的现有技术方法。内部磨削过程诸如图1A的过程10示出了冷却剂递送的挑战。传统上，使用喷嘴诸如喷嘴12将冷却引导到内部磨削区域中。然而，喷嘴12的空间受到限制，并且磨料制品和工件之间的接触长度高。通常，到达主动磨削区的冷却剂的量不足以充分冷却磨削区域、维持足够的润滑并冲洗掉磨下的材料。
[0015]对于面磨削过程在表面接触区域取决于磨削环的宽度时，以及周边磨削过程中当工件路径在磨削轮周围形成部分包封时，也存在类似问题。
[0016]已进行了许多尝试以通过使用专门设计的喷嘴来解决冷却剂递送问题，这些喷嘴诸如图1B所示的来自格林戴克斯(Grindaix)的喷嘴20。喷嘴40被设计成使得出口42基本上接触磨轮41。然而，单独的喷嘴结构的显著缺点是需要喷嘴靠近磨削区，如图1D所示，而不占用磨料制品占据的空间。此外，虽然可能通过喷嘴递送足够量的冷却剂，但通常难以始终将冷却剂递送到正确的地方(即，磨削区)。
[0017]例如，在WO2016210057(以引用方式并入本文)中描述了另一种尝试的解决方案，该方案教导了一种在磨削轮表面内具有多个冷却剂特征的磨料制品。此类凹槽可捕获冷却剂并保持该冷却剂，其中一些凹槽在磨料制品研磨表面时仍然存在。
[0018]另一个选项是通过专门设计的磨削轮心轴提供内部冷却剂源。冷却剂通过专门设计的磨削轮中心(例如通过轴或适应的连接特征)递送，然后通过磨料层中的孔穿过磨削轮。遗憾的是，大多数旧机器和许多新的心轴不具有此特征。
[0019]本文所述的实施方案通过提供适配器将冷却剂驱动到研磨接触区来解决冷却剂递送问题，该适配器从外部源或内部源获取冷却剂并将其提供到磨料磨削轮的内部冷却剂结构。一些实施方案通过从标准环境中收集流体，使得从供应源捕获流体，通过磨削轮内的设计特征加速，然后通过磨削轮的主动层中的开口重新分布到磨削区来实现这一点。开口可被定位成利用通过设计特征进行的加速。供应可以是外部供应，诸如来自喷嘴20的供应，或者来自过程10的内部驱动轴的供应。
[0020]在设计磨料制品的外部特征和内部特征以改善操作期间的冷却剂流体流动方面已做了大量工作，例如如在2020年7月14日提交的序列号为IB 2020/056599的PCT申请中所述，该申请以引用方式并入本文。例如，磨料制品可在磨削轮本身内部包括叶轮，以及冷却通道和孔。可使用粉末床粘结剂喷射将这些特征打印到轮中。
[0021]粉末床粘结剂喷射为一种增材制造或“3D打印”技术，其中通过喷射的液体粘结剂混合物来将粉末薄层临时粘结在期望的位置处。通常，该粘结剂混合物是由粘结剂喷墨打
印头分配，并且是由溶解在合适的溶剂或载体溶液中的聚合物组成。在一种方法中，该粘结剂为与其它粉末混合或涂覆到其它粉末上并被干燥的粉末，并且然后将活化液体诸如水或溶剂混合物喷射到粉末上，从而激活选择区域中的粘结剂。该打印粉末层随后被至少部分地干燥并降低，使得可以散布下一个粉末层。可重复粉末散布、粘结和干燥过程，直到形成完整的对象。对象和周围的粉末从打印机中去除并且通常被干燥或固化以赋予附加强度，使得可在最终固化或烧结之前从周围的粉末提取现在硬化的对象。增材制造(特别是通过粉末床粘结剂喷射进行的增材制造)的一个有益效果是能够设计内部冷却剂递送通道，该内部冷却剂递送通道可以流体流动模式从源穿过磨料制品的内部并沿着制品的外部提供冷却剂，该流体流动模式对于使用传统方法将其加工或模制成磨料制品来说将是昂贵得令人望而却步的。用于粉末床粘合剂喷射的一些示例性方法和系统描述于2020年6月25日公布的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磨削系统，所述磨削系统包括：磨削轮，所述磨削轮具有联接到冷却剂出口的冷却剂通道，其中所述冷却剂通道延伸穿过所述磨削轮的磨削层并且其中所述冷却剂出口位于所述磨削轮的主动磨削表面上；安装特征，所述安装特征被配置成将所述磨削轮联接到磨削机；和冷却剂分布部件，所述冷却剂分布部件被配置成接收冷却剂并将其通过所述冷却剂通道提供到所述冷却剂出口点。2.根据权利要求1所述的磨削系统，其中所述磨削轮是单肋齿轮磨削轮、螺纹齿轮磨削轮、锥齿轮磨削轮、ID磨削轮、OD磨削轮、凸轮/曲柄磨削轮、无心磨削轮、端面磨削轮、双面磨削轮、杯形轮、球形磨削轮、表面磨削轮、表面磨削杯、槽式磨削轮、圆边法磨削轮、或直的或成角度的切入磨削轮。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的磨削系统，其中所述磨削轮包括树脂粘结剂、玻璃状粘结剂或金属粘结剂。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的磨削系统，其中所述磨削轮包括成型磨料颗粒。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的磨削系统，其中所述磨削轮是增材制造工艺的产品。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的磨削系统，其中所述冷却剂通道是弧形的或曲折的冷却剂通道。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的磨削系统，其中所述安装特征与所述冷却剂分布部件成一整体。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的磨削系统，其中所述安装特征包括内孔，所述内孔接收所述磨削机的主轴。9.根据权利要求8所述的磨削系统，其中所述主轴提供所述冷却剂。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的磨削系统，其中所述冷却剂分布部件机械地联接到所述安装特征，使得所述冷却剂分布部件和安装板在磨削操作期间相对于所述磨削轮保持静止。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的磨削系统，其中所述冷却剂分布部件包括喷嘴接收特征，并且其中所述磨削系统还包括：喷嘴，所述喷嘴由所述喷嘴接收特征接收，其中所述喷嘴提供所接收的冷却剂。12.根据权利要求11所述的磨削系统，其中所述喷嘴接收特征具有非对称开口。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的磨削系统，其中所述冷却剂分布部件包括多个贮存器，每个贮存器被配置成接收冷却剂并将其提供到多个冷却剂通道中的一个冷却剂通道。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的磨削系统，其中所述冷却剂分布部件包括由具有内半径的内边缘和具有外半径的外边缘限定的内部空间，并且其中所述冷却剂分布部件包括联接到所述内边缘的多个叶片，并且其中所述多个叶片中的每个叶片朝向所述外边缘延伸。15.根据权利要求14所述的磨削系统，其中所述叶片是弯曲的。16.根据权利要求15所述的磨削系统，其中所述弯曲叶片都在相同方向上弯曲。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的磨削系统，其中所述多个叶片中的每个叶片都连接到所述内边缘和所述外边缘两者。18.根据权利要求14至17中的任一项所述的磨削系统，其中所述磨削系统包括多个冷却剂通道，使得所述冷却剂通道的数量至少与叶片的数量一样多。19.根据权利要求18的磨削系统，其中所述多个叶片被定位成使得所述多个冷却剂通道中的一个冷却剂通道定位在相邻叶片之间。20.根据权利要求1至19中的任一项所述的系统，其中所述冷却剂出口与冷却剂入口径向分离，冷却剂通道连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：让吕克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：