磨削液的作用,適用于外圓磨床砂輪潤(rùn)滑冷卻

　　磨削表面質(zhì)量、工件精度和砂輪的磨損在很大程度上受磨削熱的影響。如果不能恰當(dāng)?shù)乜刂颇ハ鳠?，就可能?dǎo)致燒傷、合金元素的再沉積、表面物理化學(xué)性能的變化、應(yīng)力腐蝕、產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力、表面裂紋和疲勞壽命降低等缺陷。因此，磨削時(shí)必須把磨削液注入磨削區(qū)以降低磨削溫度。由于磨削液所具有的潤(rùn)滑、冷卻和洗滌作用，故對(duì)改善砂輪的磨損、堵塞及磨削質(zhì)量十分有益。

　　一、磨削液的作用和種類

　　(1)磨削液的作用

　　1)潤(rùn)滑作用：是指磨削液滲入磨粒-工件及磨粒-切屑之間形成潤(rùn)滑膜。由于這層潤(rùn)滑膜的存在，使得這些界面的摩擦減輕，防止磨粒切削、刃摩擦磨耗和切屑粘附，從而使砂輪的壽命得以延長(zhǎng)，其結(jié)果使砂輪維持正常的磨削，減小磨削力、磨削熱和砂輪損耗量，防止工件的表面狀態(tài)特別是已加工表面粗糙度惡化。

　　2)冷卻作用：首先是指磨削液能迅速地吸收磨削加工時(shí)產(chǎn)生的熱，使工件的溫度下降，維持工件的精度，防止加工表面狀態(tài)惡化；其次是使磨削點(diǎn)處的高溫磨粒產(chǎn)生急冷，給予熱沖擊的效果，以促進(jìn)磨粒的自銳作用。冷卻作用的強(qiáng)弱和磨削液的比熱容和磨削液的流量有關(guān)。

　　3)滲透與清晰作用：是指磨削液使用時(shí)滲透到磨粒-工件、磨粒-切屑的界面間，增加這些界面的潤(rùn)滑作用，特別是沖洗掉堆積在氣孔中的切屑和脫落的磨粒，防止砂輪被堵塞。

　　4)防銹作用：是指磨削液浸到工件和機(jī)床上時(shí)，應(yīng)保證二者不產(chǎn)生銹蝕的特性，因此在磨削液中應(yīng)加入適量的防銹劑。

　　磨削液除應(yīng)具有上述4項(xiàng)主要作用外，還應(yīng)具有對(duì)人體無(wú)害、無(wú)刺激性、不發(fā)臭、不發(fā)霉、易消泡、便于儲(chǔ)存、原料來(lái)源豐富、使用方便及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

　　(2)磨削液的種類

　　磨削液通常分為油基磨削液和水基磨削液。

　　二、磨削液的供給方法與效果

　　除了磨削液的類型、組成等之外，磨削液的供給方法對(duì)磨削生產(chǎn)率、工件質(zhì)量和砂輪磨損也有很大的影響。在磨削加工中，由于高速回轉(zhuǎn)的砂輪周圍產(chǎn)生的氣流，砂輪內(nèi)部噴射出的氣流以及砂輪回轉(zhuǎn)的離心力等原因，使得磨削液進(jìn)入磨削區(qū)十分困難，實(shí)際達(dá)到磨削區(qū)的流體很少，大部分只在磨削區(qū)的外圍。

　　因此，為使磨削液穿過(guò)氣流屏障進(jìn)入磨削區(qū)，常常采取以下供給方式。

　　1、普通供液法

　　普通供液法又稱燒注法，是利用齒輪泵或低壓泵（0.1~0.2MPa）等通過(guò)噴嘴向磨削區(qū)供給磨削液的方法，一般通用磨床等都使用此法。

　　這種供液法，噴嘴的尺寸、位置可以自由變更，供液裝置比較廉價(jià)，故廣泛使用。缺點(diǎn)是由于磨削液壓力小，流速低，又受到砂輪高速回轉(zhuǎn)的氣流屏障的阻礙，磨削液向磨削區(qū)的滲入比較差，冷卻效果差。

　　2、噴射供液法

　　噴射供液法是用管徑非常小的噴嘴，用1MPa以上的高壓液壓力向磨削區(qū)供液的一種方法。它與普通供液相比較，砂輪的壽命可以延長(zhǎng)大約3倍，冷卻效果顯著，使得磨削區(qū)溫度下降，而且噴射壓力越大，磨削區(qū)溫度越低。

　　3、穿流供液法

　　穿流供液法又稱砂輪內(nèi)冷卻法。它是利用砂輪自身的多孔性，從砂輪的中心供給磨削液，由于砂輪回轉(zhuǎn)離心力的作用使磨削液在砂輪工作時(shí)從其外周噴出直線進(jìn)入磨削區(qū)的一種供液方法。它比普通供液法有更好的效果。

　　穿流供液法使用于磨削耐熱鋼、耐熱合金材料以及磨削區(qū)內(nèi)圓和重磨削，在使用該方法時(shí)，必須有將磨削液送至砂輪中心的主軸裝置和中空主軸。尤其重要的是為了不使從砂輪外圍噴出的通道堵塞，必須出去磨削液的3μm粒徑以上的雜志，因此需要精密的磨削液過(guò)濾裝置；為了解決霧狀的氣氛，必須增設(shè)防護(hù)裝置和措施以防止污染環(huán)境，所以供液系統(tǒng)成本很高。

　　4、噴霧冷卻法

　　噴霧冷卻法是利用壓縮空氣使磨削液細(xì)化成霧狀。隨著高溫氣流注射到磨削區(qū)，由于這些細(xì)小的液滴在磨削區(qū)高溫作用下會(huì)很快氣化，因而吸收大量磨削熱，提高了冷卻性能和效果。為了提高噴霧效果，噴嘴應(yīng)盡可能靠近磨削區(qū)，這是由于噴射口附近的溫度最低。采用噴霧冷卻時(shí)，磨削區(qū)應(yīng)封閉，以免污染環(huán)境。

　　5、浸漬砂輪

　　浸漬砂輪就是把液態(tài)的固體潤(rùn)滑劑滲入砂輪空隙中，使固體覆蓋在磨粒表面上，磨削時(shí)形成磨粒與切削以及磨粒與加工表面間的潤(rùn)滑作用。通常采用的固體潤(rùn)滑劑有樹(shù)脂、石墨、碘化鉀、硫磺和二硫化鉬等。浸漬方法最常用的是利用砂輪氣孔毛細(xì)管自動(dòng)吸升的方法。

　　由于砂輪氣孔的大小、形狀和排列是隨機(jī)的，所以通路十分復(fù)雜，研究時(shí)，把砂輪氣孔當(dāng)作典型的直毛細(xì)管進(jìn)行。

　　利用這種方法浸漬砂輪時(shí)，由于砂輪體內(nèi)的重疊網(wǎng)孔會(huì)形成多孔過(guò)濾，往往使固體潤(rùn)滑劑只浸漬在砂輪表面上，因而浸漬效果欠佳。為了提高浸漬效果，可利用真空加壓浸漬，超聲波浸漬和振蕩浸漬，目的是使浸漬液滲入砂輪內(nèi)部的孔穴中。

　　6、綜合供液法

　　為了提高冷卻潤(rùn)滑效果，高速高效磨削以及難加工材料磨削時(shí)，常將多種供液方法綜合使用。如將噴射供液法和穿流供液法結(jié)合起來(lái)，達(dá)到強(qiáng)化換熱的效果。也有采用環(huán)狀噴嘴冷卻工件，潤(rùn)滑噴嘴向砂輪及磨削區(qū)供液，以降低工件整體溫度，提高工件尺寸精度。

　　三、總結(jié)

　　通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，油基磨削液和水基磨削液的混合應(yīng)用，對(duì)于磨削難加工材料特別有效。油基磨削液和水基磨削液的混合應(yīng)用有兩種供應(yīng)方式：一是用少量油潤(rùn)濕砂輪以提高潤(rùn)滑效果，用水基磨削液注入磨削弧以提高冷卻效果；另外一種方法是，油在磨削區(qū)前加入，在砂輪表面形成粘著層，使?jié)櫥嚎煽康剡M(jìn)入磨削點(diǎn)，而水則從工件下方由彈性噴嘴供應(yīng)，冷卻工件表面。

　　通過(guò)聯(lián)合應(yīng)用油基磨削液和水基磨削液，獲得的表面粗糙度和金屬去除率與乳化液相當(dāng)，且與單純使用乳化液相比，可降低砂輪的磨損。其缺點(diǎn)是需要后續(xù)的油水分離，且噴嘴位置、幾何形狀對(duì)冷卻和潤(rùn)滑效果也有很大的影響。增加噴嘴與磨削區(qū)的距離，冷卻效果降低，因而，噴嘴應(yīng)盡可能靠近磨削弧區(qū)，以提高進(jìn)入磨削弧區(qū)的有效流量和壓力。對(duì)噴嘴進(jìn)行優(yōu)化，采用內(nèi)腔為凹狀的噴嘴，且內(nèi)壁光滑，出口處為銳邊，可均化液流，產(chǎn)生較長(zhǎng)的高聚連續(xù)射流，提高冷卻和潤(rùn)滑效果。