本发明公开了一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，包括三明治砂轮、供液端、主轴、出液端、流量调节装置和流向自动调节装置；所述三明治砂轮是由磨环和隔环交互排列组成，隔环不参与磨削；所述供液端包括挡圈、密封圈和供液环，供液环与主轴为间隙配合且由挡圈轴向定位；所述出液端包括轴套小孔、隔环液流通道、出液通道；所述主轴连通供液端和出液端；所述流量调节装置包含键、轴套和轴套键槽，通过调整轴套和主轴的周向位置，可以调节磨削液的流量和压力；所述流向自动调节装置包括开关活塞和弹簧，通过开关活塞上的活塞圆顶可以控制流向自动调节装置启闭，实现液流方向的自动调节。本发明能高效利用磨削液，降低磨削温度，提高磨削质量。
1.一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于主要包括三明治砂轮（7）、供液端（17）、主轴（10）、出液端（16）、流量调节装置（23）和流向自动调节装置（18）；所述三明治砂轮（7）是由磨环（6）和隔环（5）组成，磨环（6）和隔环（5）沿轴向交互排列，隔环（5）外径小于磨环（6）外径，磨削时隔环（5）不与工件（24）接触，磨环（6）的宽度为不大于磨环（6）与工件（24）磨削时的接触长度；所述供液端（17）包括安装在主轴（10）上的挡圈（11,15）、密封圈（12,14）和供液环（13）；所述供液环（13）与主轴（10）为间隙配合，当主轴（10）转动时供液环（13）保持静止不动，供液环（13）由挡圈（11,15）轴向定位以防止主轴转动时其在主轴上轴向窜动，供液环（13）由密封圈（12,14）密封，防止其内部高压磨削液外泄；所述出液端（16）包括轴套小孔（8-1）、隔环凹槽（5-3）、隔环液流通道（34）、出液通道（19）；所述隔环液流通道（34）由隔环进液孔（5-2）、圆柱腔（28）、隔环出液孔（5-1）组成；所述主轴（10）连通供液端（17）和出液端（16），其上设有主轴进液孔（10-3）、主轴空腔（10-2）和主轴出液孔（10-1）；所述流量调节装置（23）包含安装在主轴上的键（22）、轴套（8）和轴套键槽（21）；所述轴套（8）的内径与主轴（10）的外径是间隙配合，轴套键槽（21）宽度大于键（22）的宽度，通过调整轴套（8）和主轴（10）的周向位置，可以改变轴套小孔（8-1）与主轴出液孔（10-1）的偏心度，实现高压磨削液流量和压力的调节；所述流向自动调节装置（18）包括开关活塞（26）和弹簧（29），通过开关活塞（26）上的活塞圆顶（25）可以控制流向自动调节装置（18）的启闭；当磨环（6）接触工件（24）时，位于接触区的流向自动调节装置（18）也与工件（24）接触，活塞圆顶（25）受工件（24）推力作用，使得活塞上端面（31）与圆柱腔上端面（30）相互分离，隔环出液孔（5-1）导通，流向自动调节装置（18）自动开启，磨削液经过隔环液流通道（34），由出液通道（19）喷入磨削区；而其他未与工件（24）接触的流向自动调节装置（18），因开关活塞（26）受弹簧（29）的推力作用，使得活塞上端面（31）与圆柱腔上端面（30）贴合形成密封面，隔环出液孔（5-1）封闭，流向自动调节装置（18）自动关闭，磨削液无法喷出，从而磨削液不会向磨削区以外的砂轮四周喷射，由此实现了磨削液流向的自动调节，喷出的磨削液能够全部进入磨削区，实现了磨削液的高效利用。
2.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述供液环（13）内壁有环形凹槽（13-2），顶部有进液口（13-1），进液口（13-1）与提供高压磨削液的外接软管相连。
3.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述三明治砂轮（7）是由磨环（6）和隔环（5）沿着轴向交互排列组成，磨环（6）和隔环（5）的数量可以根据实际磨削需要而增减，隔环（5）和磨环（6）通过密封螺母（1）、顶套（3）、密封垫（2,4）、轴套（8）和主轴轴肩（9）夹紧固定在主轴（10）上。
4.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述隔环（5），是由左半隔环（32）和右半隔环（33）组成；左半隔环（32）和右半隔环（33）加工有隔环凹槽（5-3）和沿周向均布的隔环液流通道（34），隔环液流通道（34）内安装有流向自动调节装置（18）；隔环（5）的组装顺序依次为左半隔环（32）、弹簧（29）、开关活塞（26），右半隔环（33），组装完成后的隔环（5）由磨环（6）夹紧固定在主轴（10）上。
5.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述主轴（10）在供液端（17）沿着其周向均布有4 16个主轴进液孔（10-3），主轴进液孔（10-3）与所述供液~环（13）内的环形凹槽（13-2）连通；主轴（10）在出液端（16）沿着其轴向均布有1 5排主轴出~
液孔（10-1），每排主轴出液孔（10-1）的数量为4 16个并沿周向均布，主轴出液孔（10-1）与~
轴套小孔（8-1）连通；主轴（10）上有主轴空腔（10-2），连通主轴进液孔（10-3）和主轴出液孔（10-1）。
6.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述轴套（8）沿其轴向均布有多排轴套小孔（8-1），每排轴套小孔（8-1）的数量为4 16个并沿周向均布；
所述多排指的是轴套小孔（8-1）的排数与隔环（5）的个数相同；每排轴套小孔（8-1）的轴向位置、周向位置和数量分别与主轴（10）上均布的主轴出液孔（10-1）的轴向位置、周向位置和数量完全相同。
7.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述高压磨削液的流向依次为：进液口（13-1）、环形凹槽（13-2）、主轴进液孔（10-3）、主轴空腔（10-2），主轴出液孔（10-1）、轴套小孔（8-1）、隔环凹槽（5-3）、隔环液流通道（34），然后经出液通道（19）流进三明治砂轮（7）与工件（24）的磨削中心区，高压磨削液的流经路径构成液流通道。
8.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述流向自动调节装置（18）处于开启状态时，磨削液在隔环（5）内的流向依次为隔环进液孔（5-2）、圆柱腔（28）、活塞液流通道（27）、隔环出液孔（5-1），然后经出液通道（19）进入磨削区；当流向自动调节装置（18）处于关闭状态时，隔环出液孔（5-1）被活塞上端面（31）与圆柱腔上端面（30）形成的密封面封闭，磨削液无法进入隔环出液孔（5-1）。
9.根据权利要求1所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述开关活塞（26）的圆周面上加工有4个半圆柱状活塞液流通道（27），并且沿圆周面均布；半圆柱状活塞液流通道（27）所占活塞上端面（31）的面积不影响活塞上端面（31）与圆柱腔上端面（30）形成密封面。
10.根据权利要求7所述的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于：所述液流通道是完全密封的，高压磨削液的压力为0.2 1.0 MPa。
一种内圆磨削砂轮及内冷却系统
技术领域
[0001] 本发明属于磨削加工领域，具体说是一种内圆磨削砂轮及内冷却系统。
背景技术
[0002] 与其它机械加工方法相比，磨削加工具有精度高、应用范围广、加工表面质量好、自锐性能优良等优点。据统计25％的企业认为磨削是其应用的主要加工技术，磨床在企业中占机床的比例高达42％。然而，磨削加工的特点决定了其比能很高，且绝大部分磨削能转化为热能，这往往会引起磨削区的温度急剧升高，磨削温度过高将会引起工件烧伤和加剧砂轮磨损。而且，磨削时产生的磨屑大多粘附在砂轮磨粒与粘接剂之间的孔隙内，如果不及时清洗干净，磨屑将随砂轮转动而再次进入磨削区，对磨削区进行反复的碾压，从而加剧磨削热量的产生和加快砂轮的堵塞。特别是在内圆磨削加工过程中，砂轮与工件的接触面积增大，传统的外冷却喷嘴很难将磨削液有效地输入到磨削中心区，磨削损伤和砂轮堵塞现象表现得尤为突出。为了降低磨削温度和减轻砂轮堵塞，往往需要在磨削区喷射大量磨削液以将磨削热带走并将磨屑清洗干净。目前内圆磨削提供磨削液的方式主要分为三种：一种是从外部向磨削区浇注磨削液的外浇法，第二种是轴向开槽砂轮外浇法，第三种是砂轮内冷法。
[0003] 第一种供液方式属于传统的机械加工模式，磨削液通过外部喷嘴从砂轮切入端喷向磨削区，对磨削区进行润滑、冷却、清洗和防锈。大量实验表明磨削液供给量越大，加工质量越好，从而有学者提出采用加压供给磨削液的“高压冷却”方法。但是内圆磨削时，砂轮与工件的接触面积增大，而且砂轮与工件之间的接触区结合非常紧密，磨削液只能在磨削区附近对砂轮工作面磨削前的预冷、磨削后的降温作用，也只能清洗掉磨削区外围的磨屑，很难清洗和带走磨削区内部磨屑；而且内圆磨削工艺的特点使得磨削空间受到极大的限制，喷嘴通常很难接近磨削区，因此磨削液更难有效注入磨削中心区，从而其润滑、冷却、清洗效果较差。
[0004] 第二种供液方式是轴向开槽砂轮外浇法，即在砂轮的外圆周工作面沿轴向开设有若干凹槽，再采用外浇法将磨削液注入磨削区。该方法的优点是砂轮外圆周工作面的凹槽有助于将磨削液带进磨削中心区。但是凹槽结构决定了该砂轮磨削时属于断续磨削，不可避免地会产生较大的周期性振动；同时其清洗效果及磨削空间也类似于外浇法而受到很大的限制，从而影响工件加工质量和造成砂轮堵塞。
[0005] 第三种方式是砂轮内冷法，其原理是在砂轮外圆周工作面径向开设有若干通孔，或者将砂轮制备为高孔隙率砂轮，再从砂轮端面或者主轴内部注入磨削液，磨削液通过砂轮内壁经径向孔或者穿过砂轮孔隙直接进入磨削中心区。该方法的优点是喷嘴可以远离磨削区甚至不需要喷嘴，特别适合于磨削空间狭小的内圆磨削；同时磨削液能够进入砂轮与工件的接触中心区，对磨削面起到直接润滑冷却作用，在一定程度上降低了磨削温度，保证了加工质量。但是该冷却方式存在以下几点缺陷：①该供液方法是将磨削液输入砂轮径向孔，再利用砂轮高速旋转产生的离心力将径向孔中的磨削液甩入磨削区，显然离心力的作用是有限的，因此进入磨削区的磨削液流量非常有限且压力不足。②进入磨削区的磨削液的流量及压力无法调控，且磨削液沿砂轮周向喷出，所喷出的磨削液大部分未进入磨削区，造成磨削液浪费，影响工作环境。③砂轮外圆周工作面具有径向孔，因此本质上还是属于断续磨削，砂轮不可避免会出现较大的周期性振动，影响磨削质量。④考虑到砂轮的结构强度，其工作面径向开孔数量非常有限，因此很难保证磨削时砂轮与工件的接触长度范围内，都有径向孔为磨削中心区提供磨削液，在极端工况下可能还会出现干磨削。⑤径向开孔工艺复杂，砂轮制造成本高。
[0006] 综上所述，现有的内圆磨削冷却系统还需要进一步改进。
发明内容
[0007] 为了解决现有技术问题，本发明提供了一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，该砂轮是由磨环和隔环沿着轴向交互排列组成三明治砂轮，通过系统内的液流通道可以将具有较高压力的磨削液直接送入到内圆磨削加工中心区域，而且可以通过改变液流通道大小来调节磨削液的流量和压力。磨削液流向自动调节装置可以使位于磨削区的砂轮部分有磨削液流过，而远离磨削区的砂轮部分没有磨削液流过，从而使得喷出的磨削液能够全部进入磨削区，实现对磨削液的高效利用，并且可降低磨削力和磨削温度，清洗磨屑，提高磨削质量，减少磨削液使用和处理成本。
[0008] 本发明的技术方案是，一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，其特征在于主要包括三明治砂轮、供液端、主轴、出液端、流量调节装置和流向自动调节装置。所述三明治砂轮是由磨环和隔环组成，磨环和隔环沿轴向交互排列，隔环外径小于磨环外径，磨削时隔环不与工件接触，磨环的宽度为不大于磨环与工件磨削时的接触长度。所述供液端包括安装在主轴上的挡圈、密封圈和供液环；所述供液环与主轴为间隙配合，当主轴转动时供液环保持静止不动，供液环由挡圈轴向定位以防止主轴转动时其在主轴上轴向窜动，供液环由密封圈密封，防止其内部高压磨削液外泄。所述出液端包括轴套小孔、隔环凹槽、隔环液流通道、出液通道；所述隔环液流通道由隔环进液孔、圆柱腔、隔环出液孔组成。所述主轴连通供液端和出液端，其上设有主轴进液孔、主轴空腔和主轴出液孔。所述流量调节装置包含安装在主轴上的键、轴套和轴套键槽；所述轴套的内径与主轴的外径是间隙配合，轴套键槽宽度大于键的宽度，通过调整轴套和主轴的周向位置，可以改变轴套小孔与主轴出液孔的偏心度，实现高压磨削液流量和压力的调节。所述流向自动调节装置包括开关活塞和弹簧，通过开关活塞上的活塞圆顶可以控制流向自动调节装置的启闭；当磨环接触工件时，位于接触区的流向自动调节装置也与工件接触，活塞圆顶受工件推力作用，使得活塞上端面与圆柱腔上端面相互分离，隔环出液孔导通，流向自动调节装置自动开启，磨削液经过隔环液流通道，由出液通道喷入磨削区；而其他未与工件接触的流向自动调节装置，因开关活塞受弹簧的推力作用，使得活塞上端面与圆柱腔上端面贴合形成密封面，隔环出液孔封闭，流向自动调节装置自动关闭，磨削液无法喷出，从而磨削液不会向磨削区以外的砂轮四周喷射，由此实现磨削液流向自动调节，喷出的磨削液能够全部进入磨削区，实现了磨削液的高效利用。
[0009] 所述供液环内壁有环形凹槽，顶部有进液口，进液口与提供高压磨削液的外接软管相连。
[0010] 所述三明治砂轮是由磨环和隔环沿着轴向交互排列组成，磨环和隔环的数量可以根据实际磨削需要而增减，隔环和磨环通过密封螺母、顶套、密封垫、轴套和主轴轴肩夹紧固定在主轴上。
[0011] 所述隔环是由左半隔环和右半隔环组成；左半隔环和右半隔环加工有隔环凹槽和沿周向均布的隔环液流通道，隔环液流通道内安装有流向自动调节装置。隔环的组装顺序依次为左半隔环、弹簧、开关活塞、右半隔环，组装完成的隔环由磨环夹紧固定在主轴上。
[0012] 所述主轴在供液端沿着其周向均布有4 16个主轴进液孔，主轴进液孔与所述供液~环内的环形凹槽连通；主轴在出液端沿着其轴向均布有1 5排主轴出液孔，每排主轴出液孔~
的数量为4 16个并沿周向均布，主轴出液孔与轴套小孔连通；主轴上有主轴空腔，连通主轴~
进液孔和主轴出液孔。
[0013] 所述轴套沿其轴向均布有多排轴套小孔，每排轴套小孔的数量为4 16个并沿周向~均布；所述多排指的是轴套小孔的排数与隔环的个数相同；每排轴套小孔的轴向位置、周向位置和数量分别与主轴上均布的主轴出液孔的轴向位置、周向位置和数量完全相同。
[0014] 所述高压磨削液的流向依次为：进液口、环形凹槽、主轴进液孔、主轴空腔，主轴出液孔、轴套小孔、隔环凹槽、隔环液流通道，然后经出液通道流进三明治砂轮与工件的磨削中心区，高压磨削液的流经路径构成液流通道。
[0015] 所述流向自动调节装置处于开启状态时，磨削液在隔环内的流向依次为隔环进液孔、圆柱腔、活塞液流通道、隔环出液孔，然后经出液通道进入磨削区。当流向自动调节装置处于关闭状态时，隔环出液孔被活塞上端面与圆柱腔上端面形成的密封面封闭，磨削液无法进入隔环出液孔。
[0016] 所述开关活塞的圆周面上加工有4个半圆柱状活塞液流通道，并且沿圆周面均布。半圆柱状活塞液流通道所占活塞上端面面积不影响活塞上端面与圆柱腔上端面形成密封面。
[0017] 所述液流通道是完全密封的，高压磨削液的压力为0.2 1.0 MPa。~
[0018] 采用上述技术方案的一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，与现有技术相比，其技术效果在于。
[0019] ①将磨削液注入了磨削中心区，对磨削区进行了有效润滑和冷却。所述的三明治砂轮是由磨环和隔环组成，磨环和隔环沿轴向交互排列，出液端流出的磨削液可以直接注入三明治砂轮与工件的接触中心区，可实现对磨削区的有效润滑，带走磨削热，减轻工件热损伤。
[0020] ②可以对磨削液的流向进行自动调节，实现了磨削液的高效利用。当磨环接触工件时，位于接触区的流向自动调节装置也与工件接触，活塞圆顶受工件推力作用，使得活塞上端面与圆柱腔上端面相互分离，流向自动调节装置开启，隔环出液孔导通，磨削液经过隔环液流通道，由出液通道喷入磨削区。而其他未与工件接触的流向自动调节装置，因开关活塞受弹簧的推力作用，使得活塞上端面与圆柱腔上端面贴合形成密封面，隔环出液孔封闭，流向自动调节装置关闭，磨削液无法喷出。由此实现了磨削液流向的自动调节，即所有从出液通道喷出的磨削液均能进入磨削区，避免磨削液浪费，可降低生产成本，改善工作环境。
[0021] ③清洗了磨屑，较大地减轻了磨削区磨屑的反复碾压。所述的三明治砂轮结构使得磨削液可以及时将磨削中心区的磨屑清洗干净，较大地减轻了磨屑在磨削区反复碾压生热，减轻了砂轮堵塞，提高了工件表面质量。
[0022] ④保证了接触长度范围内有磨削液流过，有助于磨削区的冷却。由于隔环对磨环具有夹持作用，因此在磨削力的作用下，即使磨环宽度较小也不会轻易破碎。当磨环宽度不大于磨环与工件接触长度时，也就是在磨削加工接触长度范围内确保有磨削液流入磨削中心区，实现了磨削加工的全程冷却，磨削中心区不会因为局部温度过高而出现工件烧伤。
[0023] ⑤实现了连续磨削，大大减轻了砂轮的周期性振动。磨环工作面径向和轴向都没有开槽，完整的磨环能够保证磨削过程的连续性，有效地减轻了磨削表面因砂轮周期性振动而引起的振纹，提高了磨削质量。
[0024] ⑥增大了磨削液的输入压力和流量。磨削液由外接软管输入进液口，然后在整个内冷系统及三明治砂轮内流动时，均处于密封状态，因此可以增大磨削液的输入压力和流量，大大改善了磨削区的润滑、冷却、清洗效果。
[0025] ⑦实现了磨削液输入压力和流量的调控。通过流量调节装置可以改变注入磨削中心区的磨削液流量和压力，满足了不同磨削条件下对磨削液流量和压力的需求，最大限度地提高了磨削液的利用效率。
[0026] ⑧降低了砂轮及冷却系统的制造成本。内冷系统及三明治砂轮结构简单，制造成本低。
附图说明
[0027] 图1是本发明的整体结构示意图。
[0028] 图2是本发明的整体结构剖视图。
[0029] 图3是本发明当磨削液流量最大时，流量调节装置结构示意图（其中：Ⅱ为流向自动调节装置处于关闭状态时的结构示意图，Ⅲ为流向自动调节装置处于开启状态时的结构示意图）。
[0030] 图4是本发明当磨削液流量最小时，流量调节装置结构示意图。
[0031] 图5是本发明隔环部分结构爆炸图。
[0032] 图6是本发明隔环整体结构示意图。
[0033] 图7是本发明供液环结构示意图。
[0034] 附图中：1—密封螺母，2—密封垫，3—顶套，4—密封垫， 5—隔环，5-1—隔环出液孔，5-2—隔环进液孔，5-3—隔环凹槽，6—磨环，7—三明治砂轮，8—轴套，8-1—轴套小孔，9—主轴轴肩，10—主轴，10-1—主轴出液孔，10-2—主轴空腔，10-3—主轴进液孔，11—挡圈，12—密封圈，13—供液环，13-1—进液口，13-2—环形凹槽，14—密封圈，15—挡圈，16—出液端，17—供液端，18—流向自动调节装置，19—出液通道，20—主轴卡位，21—轴套键槽，22—键，23—流量调节装置，24—工件，25—活塞圆顶，26—开关活塞，27—活塞液流通道，28—圆柱腔，29—弹簧，30—圆柱腔上端面，31—活塞上端面，32—左半隔环，33—右半隔环，34—隔环液流通道，35—定位销孔。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
[0036] 本发明一种内圆磨削砂轮及内冷却系统，主要包括三明治砂轮7、供液端17、主轴10、出液端16、流量调节装置23和流向自动调节装置18。高压磨削液依次流过进液口13-1、环形凹槽13-2、主轴进液孔10-3、主轴空腔10-2，主轴出液孔10-1、轴套小孔8-1、隔环凹槽
5-3、隔环液流通道34，然后经出液通道19流进三明治砂轮7与工件24的磨削中心区，形成密封的液流通道。下面根据磨削液的流向逐步介绍本发明的实施方式与特点。
[0037] 外接供液泵将磨削液加压后通过外接软管输入供液环13上的进液口13-1，供液环13内壁上设有环形凹槽13-2连通进液口13-1，高压磨削液经环形凹槽13-2流入主轴10上的主轴进液孔10-3。供液环13与主轴10是间隙配合，磨削时主轴10高速旋转，而供液环13保持静止不动。供液环13由挡圈11,15轴向定位，当主轴10旋转时供液环13不会出现轴向窜动。
当主轴10轴向或径向进给以维持磨削加工时，供液环13跟随主轴10一起相应地轴向或径向进给。供液环13采用密封圈12,14进行密封，其内部高压磨削液不会外泄，当所需的高压磨削液压力较低时可选取O型密封圈，当所需的高压磨削液压力较高时选取Y型密封圈。
[0038] 主轴10在供液端17沿着其周向均布有4 16个主轴进液孔10-3，主轴进液孔10-3与~供液环13内的环形凹槽13-2轴向对齐并相互连通。主轴10在出液端16沿着其轴向均布有1~
5排主轴出液孔10-1，每排出液孔的数量为4 16个并沿周向均布，主轴出液孔10-1与轴套小~
孔8-1连通。主轴空腔10-2连通主轴进液孔10-3和主轴出液孔10-1。主轴10上设有主轴卡位
20，用于安装主轴及主轴上的零部件。高压磨削液由环形凹槽13-2流入主轴进液孔10-3，经主轴空腔10-2流经主轴出液孔10-1，然后进入轴套小孔8-1。
[0039] 轴套8上设有轴套键槽21，并沿其轴向均布有多排轴套小孔8-1，每排轴套小孔的数量为4 16个并沿其周向均布，所述的多排指的是轴套小孔8-1的排数与隔环5的个数相~同。轴套小孔8-1的轴向位置、周向位置、形状及数量分别与主轴10上均布的主轴出液孔10-
1的轴向位置、周向位置、形状及数量完全相同。轴套8的内径与主轴10的外径是间隙配合，可以调整轴套8与主轴10的周向位置。主轴出液孔10-1流出的高压磨削液经轴套小孔8-1流入隔环凹槽5-3。
[0040] 隔环5是由左半隔环32和右半隔环33组成。左半隔环32和右半隔环33加工有隔环凹槽5-3和沿其周向均布的隔环液流通道34，隔环5的隔环液流通道34内安装有流向自动调节装置18。隔环液流通道34是由隔环进液孔5-2、圆柱腔28和隔环出液孔5-1组成，流向自动调节装置18是由开关活塞26和弹簧29组成。隔环5的组装顺序依次为左半隔环32、弹簧29、开关活塞26、右半隔环33，组装完成后的隔环5由磨环6夹紧固定在主轴10上。安装左半隔环32和右半隔环33时采用定位销孔35定位。由隔环进液孔5-2、圆柱腔28和隔环出液孔5-1组成的隔环液流通道34可采用电火花加工法加工。隔环凹槽5-3内的高压磨削液经隔环液流通道34流入出液通道19，然后流进三明治砂轮7与工件24的磨削中心区。
[0041] 开关活塞26的圆周面上加工有4个半圆柱状活塞液流通道27，并且沿圆周面均布。半圆柱状活塞液流通道27所占活塞上端面31的面积不影响活塞上端面31与圆柱腔上端面
30形成密封面。
[0042] 隔环5内的流向自动调节装置18可实现磨削液在液流方向上自动调节。当磨环6接触工件24时，位于接触区的流向自动调节装置18也与工件24接触，活塞圆顶25受工件24推力作用，使得活塞上端面31与圆柱腔上端面30相互分离，隔环出液孔5-1导通，流向自动调节装置18自动开启，磨削液经过隔环液流通道34，由出液通道19喷入磨削区；而其他未与工件24接触的流向自动调节装置18，因开关活塞26受弹簧29的推力作用，其活塞上端面31与圆柱腔上端面30贴合形成密封面，隔环出液孔5-1封闭，流向自动调节装置18自动关闭，磨削液无法喷出。
[0043] 主轴进液孔10-3、主轴出液孔10-1和轴套小孔8-1的数量可以根据实际磨削情况的需求在加工前进行设置，并非限定每排为4 16个；形状可以是圆孔、方孔、椭圆形孔，以及~其他形状；大小可以根据实际磨削情况进行确定。
[0044] 磨环6和隔环5沿轴向交互排列构成三明治砂轮7。磨环6和隔环5通过密封螺母1、顶套3、密封垫2和4、轴套8和主轴轴肩9夹紧固定在主轴10上。磨环6是采用超硬磨料与粘接剂混合后烧结而成。隔环5的外径小于磨环6的外径，磨削时隔环5不与工件24接触，即隔环5不参与磨削，而由磨环6承担工件材料去除任务。磨环6和隔环5的数量可以根据实际磨削需要而增减，以满足不同内孔长度的工件加工需求，增减磨环和隔环数量时，只需将与隔环数量相配套的顶套3、轴套8一起更换，可形成宽度可变的三明治砂轮7。工作时，主轴10带动三明治砂轮7转动，磨环6与工件24相互干涉而去除工件材料，主轴轴向、径向进给运动可以保持磨削加工持续进行，从而完成工件的整个内孔的加工。磨环6和隔环5交互排列形成的三明治砂轮7结构，使得隔环出液孔5-1喷出的高压磨削液直接进入三明治砂轮7与工件24的磨削中心区并对其进行润滑和冷却，大大增强了磨削液的润滑冷却效果；同时磨削液能够及时将磨削加工时产生的磨屑清洗干净，使得磨环6上的磨粒能够较好地保持出刃高度，有利于提高磨粒的切削能力，有效地减轻了砂轮的堵塞问题，也较大地减轻了磨屑在磨削区的反复碾压生成磨削热，提高了工件表面加工质量；隔环5对磨环6具有夹持作用，因此在磨削力的作用下，即使宽度较小时磨环6也不会轻易破碎；磨环6工作面是完整的，确保了磨削过程的连续性，有效地减轻了开槽砂轮出现的周期性振动以及由此而引起的磨削表面振纹，提高了磨削质量。
[0045] 从提高润滑、冷却和排屑效果来说，磨环6的宽度和隔环出液孔5-1的间距越小越好，但是综合考虑砂轮修整、砂轮制造成本等因素，需要根据实际磨削情况进行确定。我们做了大量的仿真和实验，研究发现：对于精磨砂轮，当磨环6的宽度为不大于0.5倍的磨环6与工件24接触长度，且隔环出液孔5-1的间距为不大于1倍的接触长度时，磨削区的润滑、冷却性能能够满足加工要求，排屑能力也较强，砂轮制造成本也较低。对于粗磨砂轮，由于对工件的加工精度、加工质量要求相对不高，则当磨环6的宽度为0.5 1倍的接触长度，隔环出~液孔5-1的间距为1 2倍的接触长度时，磨削液也能比现有技术产品更好地对磨削区进行润~
滑、冷却和排屑。
[0046] 根据磨削液的流向可知，在整个内冷系统内，在密封圈12,14和密封垫2,4的作用下液流通道均处于良好的密封状态，因此可以增大磨削液的输入压力和流量。根据我们的大量仿真和实验，磨削液供液压力可以提高到0.2 1.0 MPa，而且通过改善密封性能，有望~能够进一步提高供液压力。供液压力的增大，显然会使得流进磨削中心区的磨削液的量增大，从而大大改善了磨削区的润滑、冷却、清洗效果，也提高了冷却液的使用效率，从而降低了生产成本，保护环境。
[0047] 为了控制磨削中心区高压磨削液的流量和压力，本发明提供了流量调节装置。流量调节装置23包含安装在主轴上的键22、轴套8和轴套键槽21，轴套8的内径与主轴10的外径是间隙配合，轴套键槽21宽度大于键22的宽度，通过调整轴套8和主轴10的周向位置，可以改变轴套小孔8-1与主轴出液孔10-1的偏心度，从而可实现高压磨削液流量和压力的调节，满足了不同磨削条件下对磨削液流量和压力的需求，最大限度地提高了磨削液的利用效率。
[0048] 为了防止磨削时磨削液沿砂轮四周飞溅，造成磨削液浪费，污染工作环境，本发明提供了流向自动调节装置18。流向自动调节装置18包括开关活塞26和弹簧29，通过开关活塞26上的活塞圆顶25可以控制流向自动调节装置18的启闭。当磨环6接触工件24时，位于接触区的流向自动调节装置18也与工件24接触，活塞圆顶25受工件24的推力作用，使得活塞上端面31与圆柱腔上端面30相互分离，隔环出液孔5-1导通，流向自动调节装置18自动开启，磨削液经过隔环液流通道34，由出液通道19喷入磨削区；而其他未与工件24接触的流向自动调节装置18，因开关活塞26受弹簧29的推力作用，其活塞上端面31与圆柱腔上端面30贴合形成密封面，隔环出液孔5-1封闭，流向自动调节装置18自动关闭，磨削液无法喷出；流向自动调节装置的工作原理表明，位于磨削区的流向自动调节装置18能够自动开启，磨削液可以进入磨削区，而离开磨削区的流向自动调节装置18在弹簧29的推力作用下能够自动关闭，从而磨削液不会向磨削区以外的砂轮四周喷射，由此实现了磨削液流向的自动调节，喷出的磨削液能够全部进入磨削区，而不会沿砂轮四周飞溅，实现了磨削液的高效利用，降低了生产成本，改善了工作环境。
[0049] 上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡是在本发明的公开范围之内所做的任何等同替换、修改等，均包含在本发明的保护范围之内。
