冷卻液和磨削加工

汽車制造商舍得花費(fèi)上百萬美元購置磨床，但是卻舍不得在輸送管和切削液上投資，這種現(xiàn)在磨削加工行業(yè)并不少見。
　　在磨削加工中，冷卻液起著一個(gè)特殊的作用，不但對產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性作用，而且對加工費(fèi)用也會有很大的影響。砂輪主軸電機(jī)所消耗的功率主要分布在砂輪驅(qū)動、磨削加工和冷卻液傳送等方面。磨削中工件所產(chǎn)生的熱量必須立即冷卻，防止局部溫度過高和因進(jìn)一步升溫而造成的材料相位轉(zhuǎn)變。相位轉(zhuǎn)變往往會造成殘余應(yīng)力和白層的形成，降低材料的疲勞壽命，造成材料表面和次表面的裂紋。
　　采用冷卻和潤滑液以及選用適當(dāng)?shù)墓に噮��?shù)，可以使磨削表面產(chǎn)生的熱量降低到最低程度，將所產(chǎn)生的大部分熱量由砂輪、切屑和冷卻液帶走，從而達(dá)到生產(chǎn)工藝的冷卻目的。
　　冷卻液的輸送壓力、流量、溫度和流向等都對生產(chǎn)工藝的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性有很大影響。壓力控制液體的流速，流量和溫度控制液體的導(dǎo)熱速度，流向可以使液體清除在砂輪周圍運(yùn)動的空氣障礙。噴射的液體必須對準(zhǔn)砂輪前的磨削區(qū)，為空氣的流通打開一條通道。
　　冷卻液流量的大小取決于所使用的砂輪，而在磨削過程中消耗的主軸功率所產(chǎn)生的熱量需要冷卻。在許多情況下，花費(fèi)在冷卻液噴嘴和液泵/過濾設(shè)計(jì)上的時(shí)間往往接近于機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間。在其它情況下，機(jī)床制造商將可彎曲的塑料噴嘴或小直徑彎曲金屬管為基礎(chǔ)，提供一種簡單的噴嘴系統(tǒng)，尤其是對工具磨床和宇航產(chǎn)品的磨床而言。冷卻液的噴射壓力應(yīng)與砂輪的轉(zhuǎn)速相匹配，一般在0.4～0.2 kPa之間。而塑料噴嘴只能以低得多的壓力運(yùn)動或分流，開放式的小直徑管子甚至?xí)�因噴射力的反作用力而向后退縮，因此不適于應(yīng)用。與噴嘴有關(guān)的其它問題還包括高壓射流裂散問題、出口前管內(nèi)高壓喘流問題、與砂輪的極度接近問題和以試湊法接近目標(biāo)問題。
　　對于連貫噴射的圓形噴嘴與高度可配置性相結(jié)合方式已經(jīng)過廣泛的試驗(yàn)。在最近進(jìn)行的一項(xiàng)案例研究中，客戶以礦物油作為冷卻液對透平葉片的葉根形狀進(jìn)行磨削加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　砂輪使用壽命提高一倍，砂輪在每次修整后，玻璃狀CBN含量增加了25%；降低了推斷力，加工精度進(jìn)一步提高；消除了研磨燒傷和磨削裂紋；采用激光瞄準(zhǔn)以后，設(shè)定速度加快；降低了液泵和冷卻裝置的能耗；噴嘴對不同加工零件的可調(diào)性程度提高。
　　對于冷卻液的應(yīng)用應(yīng)采取戰(zhàn)略性措施，也就是說，只將冷卻液用于需要的地方，應(yīng)能有效地節(jié)約能源且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。一種優(yōu)秀的工程產(chǎn)品應(yīng)具有各種程度的可調(diào)性，可降低設(shè)置時(shí)間。
　　而且所選用的冷卻液應(yīng)能滿足加工需要和成本及生產(chǎn)利益。直接的油類產(chǎn)品，如礦物油、合成油等一般具有較高的潤滑性能，而水溶性乳劑型冷卻液，如合成水溶性乳劑、半合成水溶性乳劑和油/水混合乳劑是最好的冷卻液。