一种高速杯形砂轮冷却结构及杯形砂轮的制作方法

本发明涉及砂轮工具技术领域，具体涉及一种高速杯形砂轮冷却结构及杯形砂轮。

背景技术：

如图1-2所示，目前的杯形砂轮1中设有分流罩101，图2给出了冷却水的流动示意，冷却水从杯形砂轮1的进水口射入，由于杯形砂轮1高速旋转，环绕砂轮内外壁及端面会形成“气流屏障”，其在杯形砂轮1的底面和内壁交汇处形成“气流屏障薄弱区”，而在砂轮的端口区域形成“气流屏障雄厚区”。经分流罩出水口向杯形砂轮内壁喷射的冷却水，一部分冷却水在穿越“气流屏障”时，将被气流“雾化”；一部分冷却水打在砂轮内壁造成喷溅而将被气流冲散，在“气流屏障”冲散、“雾化”的作用下，使部分冷却水离散、失效，大大降低冷却水进入杯形砂轮磨削面的量，使磨削面供水不足，从而无法保证加工过程中的全面冷却。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高速杯形砂轮冷却结构及杯形砂轮。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高速杯形砂轮冷却结构，包括杯形砂轮，所述杯形砂轮中部开设敞口区域，其底面中心处设有用于连接外部设备的设备孔，所述杯形砂轮外周的环端面为磨削面，还包括水流压缩盘，所述水流压缩盘设置在所述杯形砂轮的敞口区域内，且与所述杯形砂轮的底面可拆卸连接，所述水流压缩盘包括分流盘、多个叶轮片以及用于供冷却水进入所述杯形砂轮内的进水孔，所述分流盘的外边缘延伸至所述杯形砂轮的侧壁和底面的“交汇处”，所述分流盘的中心处设有与所述设备孔同轴的所述进水孔，所述分流盘从所述进水孔至所述杯形砂轮侧壁和底面的“交汇处”的方向倾斜设置，形成环形倾斜面结构，所述分流盘的外边缘与所述杯形砂轮的侧壁及底面之间留有供冷却水流通的缝隙；所述多个叶轮片位于所述分流盘与所述杯形砂轮底面之间，并沿周向间隔排列在所述分流盘上，所述多个叶轮片将缝隙分割为多个汇流通道。

进一步，所述分流盘的外圆周可设置气流挡圈，气流挡圈与砂轮内壁构成气流隔离通道。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种高速杯形砂轮，包括杯形砂轮以及如上所述的水流压缩盘。

本发明的有益效果是：杯形砂轮在高速旋转的过程中，水流压缩盘的分流盘和多个叶轮片使供给的冷却水束迅速贴向砂轮内壁，能够对杯形砂轮内的冷却水加压和加速，利于冷却水束经“气流屏障薄弱区”穿越“气流屏障”区域，同时减少冷却水束撞击内壁的喷溅，气流挡圈降低气流隔离通道的冷却水受到气流的影响，防止冷却水离散、失效，极大地提高冷却水进入杯形砂轮磨削面的量，从而保证加工过程中的全面冷却。

附图说明

图1为本发明实施例提供的现有技术杯形砂轮及分流罩的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的冷却水在现有技术杯形砂轮内流动的示意图；

图3为本发明实施例提供的冷却结构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的不带连接盘的冷却结构的平面剖视图；

图5为本发明实施例提供的不带连接盘的冷却结构的立体剖视图；

图6为本发明实施例提供的带连接盘的冷却结构的平面剖视图；

图7为本发明实施例提供的带连接盘的冷却结构的立体剖视图；

图8为本发明实施例提供的不过圆心的叶轮片的分布图；

图9为本发明实施例提供的不过圆心的叶轮片的俯视图；

图10为本发明实施例提供的过圆心的叶轮片的俯视图；

图11为本发明实施例提供的叶轮片的侧视图；

图12为本发明实施例提供的冷却水在冷却结构中的流动示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、杯形砂轮，2、水流压缩盘，3、连接盘，4、主轴螺丝，5、叶轮连接螺钉，6、连接盘连接螺钉，7、主轴，101、分流罩，201、分流盘，202、叶轮片，203、进水孔，204、气流挡圈，a，气流屏障薄弱区，b、气流屏障，c、气流隔离通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图3-5所示，一种高速杯形砂轮冷却结构，包括杯形砂轮1，所述杯形砂轮1中部开设敞口区域，其底面中心处设有用于连接外部设备的设备孔，所述杯形砂轮1外周的环端面为磨削面，还包括水流压缩盘2，所述水流压缩盘2设置在所述杯形砂轮1的敞口区域内，且与所述杯形砂轮1的底面可拆卸连接，所述水流压缩盘2包括分流盘201、多个叶轮片202以及用于供冷却水进入所述杯形砂轮1内的进水孔203，所述分流盘201的外边缘延伸至所述杯形砂轮1的侧壁和底面的“交汇处”，所述分流盘201的中心处设有与所述设备孔同轴的所述进水孔203，所述分流盘从所述进水孔至所述杯形砂轮侧壁和底面的“交汇处”的方向倾斜设置，形成环形倾斜面结构，所述分流盘201的外边缘与所述杯形砂轮1的侧壁及底面之间留有供冷却水流通的缝隙；所述多个叶轮片202位于所述分流盘201与所述杯形砂轮1底面之间，并沿周向间隔排列在所述分流盘201上，所述多个叶轮片202将缝隙分割为多个汇流通道。

应理解地，所述分流盘201的外边缘比内边缘更靠近于所述杯形砂轮1的底面。

应理解地，与杯形砂轮基体之间的间隙，构成汇流通道，也称为汇流作用区，汇流作用区含有流水、水珠，流水、水珠经过汇流作用区，到达汇流通道时，大量的水珠被汇集成水流，水流经离心力的作用，成为水束(束流)，水束是指沿着内壁流动的水。

上述实施例中，如图12所示，杯形砂轮在高速旋转的过程中，水流压缩盘的分流盘和多个叶轮片使供给的冷却水束迅速贴向砂轮内壁，能够对杯形砂轮内的冷却水加压和加速，利于冷却水束经“气流屏障薄弱区”穿越“气流屏障”区域，同时减少冷却水束撞击内壁的喷溅，气流挡圈降低气流隔离通道的冷却水受到气流的影响，防止冷却水离散、失效，极大地提高冷却水进入杯形砂轮磨削面的量，从而保证加工过程中的全面冷却。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图8、11所示，所述多个叶轮片202分别从所述进水孔203至所述分流盘201外边缘的方向径向延伸，且与所述分流盘201一体成型。

上述实施例中，叶轮片202设置在汇流盘体上，杯形轮转动时，叶轮片202改变冷却水的方向，将冷却水从进水孔203处推向砂轮内壁，推向内壁的冷却水才能有效的被离心力作用，贴向内壁的冷却水沿内壁或经水槽继而对磨削面实施冷却作用，实现从杯形轮的内径至外径方向供水，确保磨削面的全面冷却。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图9所示，多个叶轮片202的延长线均不经过所述分流盘201的圆心，形成涡流状。

另一种情况为：如图10所示，多个叶轮片202的延长线均经过所述分流盘201的圆心，形成星射状。

采用上述进一步方案的有益效果是：涡流状的叶轮片以及星射状的叶轮片对冷却水进行推动，有助于冲破“气流屏障”的阻碍，有效贴紧杯形轮的内壁，提高冷却水的有效率。

可选地，作为本发明的一个实施例，还包括气流挡圈204，所述气流挡圈204环绕一周的设置在所述分流盘201上表面的外边缘处，所述气流挡圈204和所述杯形砂轮1的内壁之间形成用于隔离气流的气流隔离通道。

可选地，如图6所示，所述气流挡圈204平行于所述杯形砂轮1侧壁且由侧壁向底面方向延伸。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图12所示，所述气流挡圈204由外至内沿所述杯形砂轮1侧壁向底面方向倾斜。

具体地，气流挡圈204可以是平行于杯形砂轮1内壁设置，也可以是倾斜设置。

上述实施例中，如图4、12所示，气流挡圈204能够隔离“气流隔离通道(图12中c所示)”，并使冷却水形成水束，在离心力的作用下，使水束贴着砂轮内壁行走，防止冷却水离散、失效。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图6-7所示，还包括圆形的连接盘3，其中心处设有用于连接外部设备的连接孔，所述连接孔与所述设备孔同轴设置，所述多个所述叶轮片202底面设有缺口，各个所述缺口从所述叶轮片202的内侧壁向外延伸至靠近外侧壁的位置，并沿周向形成圆形槽体，所述连接盘3置于所述圆形槽体内。

上述实施例中，连接盘3能够加强杯形砂轮1和水流压缩盘2的连接，防止脱落。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图6所示，还包括主轴螺丝4，所述主轴螺丝4依次贯穿所述连接盘3的连接孔和所述杯形砂轮1的设备孔并与外部设备的主轴7螺纹连接。

具体地，如图4所示，另一种连接方式为，不使用连接盘3，在连接盘3采用垫圈8替换，所述主轴螺丝4依次贯穿垫圈8和所述杯形砂轮1的设备孔并与外部设备的主轴7螺纹连接。

应理解地，采用垫圈的方式，叶轮片202上不设置缺口，所述叶轮片202抵在所述杯形砂轮1的底面处。

上述实施例中，能够快速且牢固的将连接盘3和杯形轮与外部设备的主轴7连为一体。

可选地，作为本发明的一个实施例，还包括叶轮连接螺钉5，所述水流压缩盘2通过所述叶轮连接螺钉5与所述杯形砂轮1可拆卸连接。

具体地，当不设置连接盘3时，连接方式为：所述叶轮片202抵在所述杯形砂轮1的底面处，所述分流盘201且对应所述叶轮片202处设有贯穿的螺孔，所述杯形砂轮1上对应所述螺孔处设有螺钉槽，所述螺钉槽内设有内螺纹，所述叶轮连接螺钉5贯穿所述螺孔并与所述螺钉槽螺纹连接，将所述杯形砂轮1和水流压缩盘2连接为一体。所述叶轮连接螺钉5可设置多个，环绕一周的分布在其中的多个叶轮片202处。

具体地，当设置连接盘3时，本冷却结构还包括连接盘连接螺钉，连接方式为：连接盘3上设有螺孔，所述叶轮片202上设有螺钉槽，所述连接盘连接螺钉贯穿所述连接盘3的螺孔并与所述螺钉槽螺纹连接，将所述连接盘3和叶轮片202连接为一体。所述连接盘连接螺钉可设置多个，环绕一周的分布在其中的多个叶轮片202处。

具体地，设置有螺钉槽的叶轮片202比没有设置螺钉槽的叶轮片202的厚度厚一些，能够防止设置有螺钉槽的叶轮片202断裂。

上述实施例中，能够在高速旋转砂轮时，防止各部件之间脱离。

可选地，作为本发明的另一个实施例，一种高速杯形砂轮，包括杯形砂轮以及如上所述的水流压缩盘2。

如图12所示，本发明中的水流压缩盘2代替设置在传统的杯形砂轮1中的分流罩101，在杯形砂轮1超高速转动中，对于提升磨削面的工作状态，比分流罩101存在更大的意义：

能够使冷却水强力推进：水流压缩盘2的叶轮202呈星射状或涡流状，将冷却水在气流屏障最弱的地方，强力将冷却水推进到杯形砂轮1内壁，并使冷却水贴合到内壁，最大化的借助离心力(最小的受到气流影响)沿内壁或通水槽继而作用于磨削面。

能够减少降低气流屏障的影响：常规模式的供水方式，其冷却水所处的地方，气流屏障的作用最为强烈，也就是造成冷却水有效率降低、影响最大的弊端；水流压缩盘2能够打破这一瓶颈，将冷却水在气流屏障薄弱区(图12中a所示)输入到了有利于杯形砂轮1冷却的区域，气流挡圈降低气流隔离通道的冷却水受到气流的影响，而起到束流态的水，贴合内壁且在离心力助推下，由内之外作用于磨削区，防止冷却水离散、失效，冷却作用更强烈。

能够提高冷却水利用率：传统的杯形砂轮1中的冷却水为喷射方式，冷却水被雾化的比例更高；而水流压缩盘2与杯形砂轮1之间的间隙形成汇流通道，改变冷却水的流动路径，并使冷却水呈束流态，被雾化的比例更低，从而提高了冷却水利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。