磨床过滤系统中冷却液与磨削加工的关系

汽车制造商舍得花费上百万美元购置磨床，但是却舍不得在输送管和切削液上投资，这种现在磨削加工行业并不少见。

　　在磨削加工中，冷却液起着一个特殊的作用，不但对产品的质量起着决定性作用，而且对加工费用也会有很大的影响。砂轮主轴电机所消耗的功率主要分布在砂轮驱动、磨削加工和冷却液传送等方面。磨削中工件所产生的热量必须立即冷却，防止局部温度过高和因进一步升温而造成的材料相位转变。相位转变往往会造成残余应力和白层的形成，降低材料的疲劳寿命，造成材料表面和次表面的裂纹。

　　采用冷却和润滑液以及选用适当的工艺参数，可以使磨削表面产生的热量降低到最低程度，将所产生的大部分热量由砂轮、切屑和冷却液带走，从而达到生产工艺的冷却目的。

　　冷却液的输送压力、流量、温度和流向等都对生产工艺的质量和经济性有很大影响。压力控制液体的流速，流量和温度控制液体的导热速度，流向可以使液体清除在砂轮周围运动的空气障碍。喷射的液体必须对准砂轮前的磨削区，为空气的流通打开一条通道。

　　冷却液流量的大小取决于所使用的砂轮，而在磨削过程中消耗的主轴功率所产生的热量需要冷却。在许多情况下，花费在冷却液喷嘴和液泵/过滤设计上的时间往往接近于机床的运行时间。在其它情况下，机床制造商将可弯曲的塑料喷嘴或小直径弯曲金属管为基础，提供一种简单的喷嘴系统，尤其是对工具磨床和宇航产品的磨床而言。冷却液的喷射压力应与砂轮的转速相匹配，一般在0.4～0.2 kpa之间。而塑料喷嘴只能以低得多的压力运动或分流，开放式的小直径管子甚至会因喷射力的反作用力而向后退缩，因此不适于应用。与喷嘴有关的其它问题还包括高压射流裂散问题、出口前管内高压喘流问题、与砂轮的极度接近问题和以试凑法接近目标问题。

　　对于连贯喷射的圆形喷嘴与高度可配置性相结合方式已经过广泛的试验。在最近进行的一项案例研究中，客户以矿物油作为冷却液对透平叶片的叶根形状进行磨削加工，结果发现具有如下优点：

　　砂轮使用寿命提高一倍，砂轮在每次修整后，玻璃状cbn含量增加了25%；降低了推断力，加工精度进一步提高；消除了研磨烧伤和磨削裂纹；采用激光瞄准以后，设定速度加快；降低了液泵和冷却装置的能耗；喷嘴对不同加工零件的可调性程度提高。

　　对于冷却液的应用应采取战略性措施，也就是说，只将冷却液用于需要的地方，应能有效地节约能源且经济实用。一种优秀的工程产品应具有各种程度的可调性，可降低设置时间。

　　而且所选用的冷却液应能满足加工需要和成本及生产利益。直接的油类产品，如矿物油、合成油等一般具有较高的润滑性能，而水溶性乳剂型冷却液，如合成水溶性乳剂、半合成水溶性乳剂和油/水混合乳剂是最好的冷却液。