一种砂轮浸渗系统以及浸渗砂轮的方法技术领域
本发明涉及一种砂轮浸渗系统以及浸渗砂轮的方法，属于砂轮加工技术领域。
背景技术
砂轮浸渗是利用浸渗剂渗入到多孔性的陶瓷结合剂砂轮孔隙中，使砂轮孔隙内部填充
一层固体润滑膜，一方面增加结合剂对磨料的把持力，防止磨料过早脱落，另一方面，磨
削时能起到磨粒与切屑以及磨粒与工件表面间的润滑作用，改善磨削条件，达到降低工件
粗糙度的目的。
目前常用的浸渗方法有常压浸渗、真空浸渗、压力浸渗和真空压力浸渗等。浸渗剂多
为有机物或有机物加固体润滑剂组成，一般呈粘流态存在，自然状态下粘度较大，采用常
压自然浸渗方法有时无法完全浸透，造成砂轮内外浸渗效果不一致，采用真空浸渗或压力
浸渗可以强制使浸渗剂进入到砂轮内部，但浸渗后浸渗剂在砂轮中的附着量难以控制，且
砂轮表面粘附的浸渗剂很难清理，浸渗后陶瓷砂轮气孔被完全堵塞，在一定程度上会影响
砂轮的冷却和排屑，对陶瓷砂轮本身自锐性造成不利影响。
授权公告号为CN202037550U的中国实用新型专利公开了一种用于渗浸砂轮的浸渗装
置，包括配料槽和浸渗容器，配料槽内安装有搅拌装置，配料槽加热器设置在配料槽下部，
配料槽通过浸渗剂添加管道与浸渗容器相连，浸渗容器为密闭容器，浸渗剂添加管道一端
伸入到配料槽的底部，浸渗剂添加管道另一端伸入到浸渗容器上部，浸渗容器上设有浸渗
容器温度计、压力表和安全阀，浸渗容器内安装有砂轮支撑架，浸渗容器加热器设置在浸
渗容器下部，浸渗容器加热器与浸渗容器内壁之间设有用于恒温加热和保温的油浴腔，浸
渗容器顶部通过抽真空管道与真空泵相连，浸渗容器通过设置在浸渗容器底部的浸渗剂回
收管道与浸渗剂回收装置相连。该装置在浸渗砂轮时，浸渗剂需要事先在另一容器中配制
好后加入浸渗容器中，工艺复杂，效率较低，而且无法控制浸渗剂在砂轮中分布的均匀性
及附着量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够控制砂轮中浸渗剂的附着量且效率较高的砂轮浸渗
系统。本发明的目的还在于提供一种浸渗砂轮的方法。
为了实现以上目的，本发明的砂轮浸渗系统的技术方案如下：
一种砂轮浸渗系统，包括密闭的浸渗容器，所述浸渗容器上设置有驱动轴，所述浸渗
容器内设置有砂轮浸渗旋转装置，所述砂轮浸渗旋转装置包括与驱动轴相连的旋转体，所
述旋转体上固定设置有用来固定砂轮以防止砂轮相对于旋转体发生运动的砂轮固定机构，
所述旋转体上设置有使浸渗容器内的浸渗剂与砂轮接触的浸渗剂通道。
所述驱动轴设置在所述浸渗容器顶部，所述旋转体为旋转筒，所述旋转筒包括筒体以
及固定设置在所述筒体上端的筒盖，所述筒盖与所述驱动轴固定连接，所述砂轮固定机构
固定设置在所述筒体内壁上。
所述筒体为网筒，所述网筒的网眼构成了所述浸渗剂通道。
所述筒盖和筒体中的至少一个上设置有用来将筒体固定在筒盖上的限位机构。
所述砂轮固定机构包括固定设置在筒体内壁上的砂轮卡具，所述砂轮卡具能够对砂轮
施加朝向筒体内壁方向上的力并与筒体内壁配合使砂轮夹紧固定。
所述砂轮浸渗系统还包括用来对浸渗容器中的浸渗剂加热的加热装置，所述浸渗容器
外部设置有保温装置。
所述保温装置包括套设在浸渗容器外部的保温桶，所述浸渗容器外壁与保温桶内壁之
间具有间隙，该间隙内填充有导热保温液。
还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括与加热装置相连的温控箱以及与温控箱
相连并伸入浸渗容器内部的浸渗剂中的热电偶。
所述浸渗容器上设置有抽真空口和浸渗剂排出口。
本发明的浸渗砂轮的方法的技术方案如下：
一种使用上述的砂轮浸渗系统浸渗砂轮的方法，包括如下步骤：
1)将浸渗剂组分加入浸渗容器中；
将待处理的砂轮放入偶联液中浸渍，烘干，得到预处理砂轮；
2)将预处理砂轮固定在砂轮浸渗旋转装置的砂轮固定机构上，使砂轮浸没在浸渗剂
液面下，启动砂轮浸渗旋转装置使浸渗剂组分混合均匀得到浸渗剂，关闭砂轮浸渗旋转装
置；
3)对浸渗容器内抽真空，然后预处理砂轮在浸渗剂中浸渗5-10min，得到浸渗砂轮；
4)使浸渗容器内压力恢复至常压，将浸渗剂通过浸渗剂排出口排出，启动砂轮浸渗
旋转装置，对浸渗砂轮进行离心甩出，即得。
所述偶联液为质量分数为2-5％的铝锆偶联剂的乙醇溶液。
所述浸渗剂组分由无机组分、有机组分中的一种或者多种组成。无机组分为硫磺。有
机组分为石蜡、油脂、树脂、硬脂酸中的一种或者多种。浸渗剂组分还可以包括润滑剂，
润滑剂为石墨、二硫化钼、六方氮化硼中的一种或者多种。使用该浸渗剂组分时，浸渗容
器上设置加热装置，加入浸渗剂组分后启动加热装置对浸渗容器内的浸渗剂组分进行加
热，使组分熔化，形成液态的浸渗剂。加热温度为高于浸渗剂组分熔点或者软化点10-30℃。
加热时间为20-30min。
所述步骤1)中浸渍时间为10-20min。
所述步骤1)中烘干时间为1-2h。
所述步骤2)中浸渗旋转装置的转速为50-100r/min，搅拌时间为10-15min。
所述步骤3)中真空度为-0.08MPa～-0.1MPa。
所述步骤4)中浸渗旋转装置的转速为100-1500r/min。所述步骤4)中离心甩出时间
为2-10min。
本发明的砂轮浸渗系统通过设置在浸渗容器中的浸渗旋转装置，能够在同一个容器中
实现浸渗剂的搅拌混合与砂轮的浸渗，还能够对浸渗后的砂轮进行离心甩出，对砂轮中浸
渗剂的附着量进行调整；而且浸渗和离心甩出在同一个容器中进行，能够在同一温度环境
下连续操作，提升砂轮的稳定性。
本发明的浸渗砂轮的方法通过调整砂轮浸渗旋转装置的转速及旋转时间来控制浸渗
剂在砂轮中的附着量，操作简单，效率非常高。
进一步的，本发明的浸渗砂轮的方法用铝锆偶联剂对陶瓷砂轮组织进行改性处理，在
增加浸渗剂与砂轮的亲和性的同时也提升了二者之间的结合牢固度。
附图说明
图1为本发明的砂轮浸渗系统的实施例的结构示意图；
图2为图1中的筒体的结构示意图；
图3为图2沿垂直于筒体轴线方向的截面示意图；
图4为图2的俯视图；
图5为图1中的固定板的结构示意图。
具体实施方式
本发明的砂轮浸渗系统的实施例：
如图1-5所示，本发明的砂轮浸渗系统包括密闭的浸渗容器以及设置在浸渗容器中的
浸渗旋转装置，还包括用来对浸渗容器中的浸渗剂进行加热的加热装置。
浸渗容器为浸渗筒9，浸渗筒9包括浸渗筒体以及设置在浸渗筒体上部的浸渗筒顶盖
和设置在浸渗筒下部的浸渗筒底部。浸渗筒顶盖上设置有抽真空口，该抽真空口上连接有
抽真空管道2，抽真空管道2与抽真空设备相连，本实施例中抽真空设备为真空泵1，抽
真空管道2上设置有真空控制阀3；浸渗筒顶盖上设置有真空压力表16，用来监测浸渗容
器中的真空度；浸渗筒顶盖上还设置有真空安全阀13，用来在需要对浸渗容器内恢复常压
时使浸渗容器内部与外界连通。浸渗筒体靠近浸渗筒底部的位置设置有浸渗剂排出口，浸
渗剂排出口通过浸渗剂排出管道5与浸渗剂收集池4相连，用来在浸渗后将浸渗剂10排
至浸渗池4中，浸渗剂排出管道5上设置有浸渗剂控制阀6。
浸渗容器的浸渗筒顶盖上部设置有电机15，电机15的主轴连接有驱动轴，该驱动轴
一端与电机主轴连接，另一端伸入浸渗容器内部，伸入浸渗容器内部的一端固定连接有砂
轮浸渗旋转装置。砂轮浸渗装置包括与驱动轴相连的旋转体，旋转体上固定设置有用来固
定砂轮以防止砂轮相对于旋转体发生运动的砂轮固定机构，所述旋转体上设置有使浸渗容
器内的浸渗剂10与砂轮接触的浸渗剂通道。本实施例中，旋转体为旋转筒，旋转筒包括
旋转筒体11和固定设置在旋转筒体上部的筒盖以及固定设置旋转筒体下部的旋转筒体底
部，本实施例中筒盖为固定板12，固定板12中心设置有与驱动轴配合连接的轴孔，浸渗
容器顶盖内表面固定设置有轴承组，轴承组包括上轴承14及下轴承24，驱动轴从上轴承
和下轴承中依次穿过后与旋转筒的固定板12固定连接。筒盖和筒体中的至少一个上设置
有用来将筒体固定在筒盖上的限位机构，本实施例中，固定板12下表面设置有圆环形凹
槽25，圆环形凹槽25的槽壁上设置有限位凸棱26，所述限位凸棱26可以设置在圆环形
凹槽的一侧或两侧槽壁上，数量为多个，沿圆环形凹槽25周向均匀间隔分布，本实施例
中，限位凸棱26为四个，而且每一个限位凸棱26均包括设置在圆环形凹槽的两侧槽壁上
的凸棱体和在限位凸棱的一端设置的挡沿。旋转筒筒体11上沿固定设置有限位凸起27，
限位凸起27的数量与限位凸棱26的数量对应，每一个限位凸起27包括顶部和底部，限
位凸起的顶部宽度接近于圆环形凹槽的槽宽，而限位凸棱26的两个凸棱体之间的间隔小
于限位凸起27顶部的宽度，但是大于限位凸起27底部的宽度。在使用时，将旋转筒筒体
11上的限位凸起27对着相邻的两个限位凸棱26之间的圆环形凹槽部分插入，然后旋转筒
体11，使限位凸起27的顶部进入限位凸棱26上部的空间即可将旋转筒筒体11固定在固
定板12上。
旋转筒筒体11内壁靠近旋转筒底部位置设置有砂轮固定机构，砂轮固定机构为固定
设置在旋转筒筒体内壁上的砂轮卡具17，砂轮卡具为一端固定在旋转筒筒体内壁上的弹簧
夹，弹簧夹的活动端能够在弹簧的拉力作用下向砂轮块18施加沿旋转筒径向方向向外的
作用力，与旋转筒内壁配合将砂轮块加紧固定，避免旋转筒转动时砂轮块相对于旋转筒发
生运动。旋转筒筒体上具有网状结构，该网状结构的网眼构成了浸渗剂通道，将旋转筒浸
入浸渗液中，浸渗液能够通过网眼浸入旋转筒内部并与砂轮块充分接触。砂轮卡具为在旋
转筒体内周面上均匀布置多个砂轮卡具，以使旋转筒在转动时保持平衡。
浸渗筒9外部套设有保温桶7，保温桶7的内壁与浸渗筒外壁之间具有一定间隙，保
温桶底部设置有支撑架20，用来对浸渗筒底部形成支撑，并在保温桶底部与浸渗筒底部之
间形成间隙以避免浸渗筒底部与保温桶底部接触，该间隙与保温桶内壁和浸渗筒外壁之间
的间隙形成了保温液容纳腔，该保温液容纳腔内填充有导热保温液，既能在加热时将热量
传递给浸渗筒，也能在停止加热后利用导热保温液自身吸收的热量来保证浸渗筒内温度趋
于恒定，导热保温液为比热容较大的液体，本实施例中为导热油8。保温桶底部设置加热
装置，本实施例中加热装置为电加热器21，与该电加热器连接有温控箱22，用来控制电
加热器21的加热或者停止加热以及加热的功率，温控箱上连接有热电偶19，热电偶19穿
过浸渗筒并伸入浸渗筒中靠近砂轮块的位置，温控箱22能够通过热电偶实时测量浸渗剂
的温度并调整电加热器的加热功率以保证浸渗筒中的浸渗剂达到合适的温度。本发明的砂
轮浸渗系统还包括与电机15相连的调速器23，用来调整电机15的转动速率，保证旋转筒
以合适的转速转动。
在本发明的砂轮浸渗系统的其他实施例中，固定板可以替换为沿驱动轴径向延伸的多
根固定臂。
在本发明的其他实施例中，旋转体为固定连接在驱动轴上并沿驱动轴径向延伸的多个
旋转臂，砂轮固定机构为设置在旋转臂远离驱动轴的一端的弹簧夹具，砂轮块与浸渗容器
内壁之间的空间构成了浸渗剂通道，使浸渗剂与砂轮块充分接触，提高浸渗效率。
在本发明的其他实施例中，加热装置为设置在浸渗容器内部的电加热丝，以提高加热
效率。
在本发明的其他实施例中，电机设置在浸渗容器的底部，驱动轴从设置在浸渗筒底部
的轴孔穿过并深入浸渗容器内与旋转筒底部的固定板相连，驱动轴与浸渗筒底部连接处密
封处理。
在本发明的其他实施例中，限位机构为设置在旋转筒筒体上端的通孔以及设置在固定
板外圆周面上的螺纹孔以及能够穿过该通孔并与螺纹孔配合的螺栓或者螺钉。
在本发明的其他实施例中，也可以沿竖直方向上布置多层砂轮卡具，以提高处理砂轮
的数量，提高处理效率。
在本发明的其他实施例中，浸渗剂通道为设置在旋转筒筒体上的通孔。
在本发明的其他实施例中，不设置保温桶，加热装置直接对浸渗容器底部加热。也可
以不设置加热装置，采用常温浸渗，相应的浸渗剂也替换为常温浸渗剂。
在本发明的其他实施例中，浸渗容器上不设置抽真空口，浸渗系统也不设置抽真空设
备，采用常压浸渗。
在本发明的其他实施例中，浸渗容器上不设置浸渗剂排出口，浸渗剂采用倾倒或者将
抽液设置伸入浸渗容器内抽出的方式排出浸渗剂。
在本发明的其他实施例中，可以不设置温控箱和热电偶，或者不设置调速器，也可以
二者都不设置。
本发明的使用上述浸渗系统浸渗砂轮的方法的实施例：
本实施例的浸渗砂轮的方法，包括如下步骤：
1)按照设计配比取浸渗剂组分，该浸渗剂组分由无机组分、有机组分及润滑剂中的
一种或者多种组成，无机组分为硫磺，有机组分为石蜡、油脂、树脂、硬脂酸中的一种或
者多种，润滑剂为石墨、二硫化钼、六方氮化硼中的一种或者多种；本实施例中浸渗剂组
分为石蜡与二硫化钼组成；
将浸渗剂组分加入浸渗容器中，启动加热装置，对浸渗容器内的浸渗剂组分进行加热，
加热温度为高于浸渗剂组分熔点或者软化点10-30℃，加热时间为20-30min，使有机组分
熔化；
将待处理的砂轮放入偶联液中浸渍10-20min，该偶联液可以为现有技术中的偶联液，
本实施例中为质量分数为2-5％的铝锆偶联剂的乙醇溶液，取出后在60-80℃温度下烘干，
烘干时间为1-2h，得到预处理砂轮；
2)将预处理砂轮固定在砂轮浸渗旋转装置的砂轮固定机构上，使砂轮浸没在浸渗剂
液面下，启动砂轮浸渗旋转装置，调整电机的转速为50-100r/min，充分搅拌10-15min，
使浸渗剂组分混合均匀得到浸渗剂，关闭砂轮浸渗旋转装置；
3)打开抽真空设备，对浸渗容器内抽真空至真空度为-0.08MPa～-0.1MPa，然后预处
理砂轮在浸渗剂中浸渗5-10min，得到浸渗砂轮；
4)打开真空安全阀，使浸渗容器内压力恢复至常压，打开浸渗剂控制阀，将浸渗剂
通过浸渗剂排出口排出，启动砂轮浸渗旋转装置，调整电机转速为100-1500r/min，对浸
渗砂轮进行离心甩出，离心甩出时间为2-10min；
5)将离心甩出后的砂轮自然冷却或者放入烘箱中固化，即得。
在使用上述本发明的砂轮浸渗系统的实施例的各种替代方式进行浸渗砂轮时，进行相
应的步骤调整或者采用现有技术中的手段替代即可。
本发明的使用上述浸渗系统浸渗砂轮的方法的实施例中的具体浸渗剂组分及参数设
置如表1所示，对应的浸渗处理后的砂轮的浸渗剂附着量及使用效果如表1所示。
表1本发明的浸渗砂轮的方法的具体设置及效果
由上表可以看出，经过本发明的浸渗方法处理的砂轮的浸渗剂附着量能够通过离心甩
干的具体参数设置来控制，而且，经过本发明的浸渗方法处理的砂轮的粗糙度、耐用度和
寿命明显提升，干磨时的效率也明显提升。