磨削液的作用,適用于外圓磨床砂輪潤滑冷卻

　　磨削表面質量、工件精度和砂輪的磨損在很大程度上受磨削熱的影響。如果不能恰當地控制磨削熱，就可能導致燒傷、合金元素的再沉積、表面物理化學性能的變化、應力腐蝕、產生殘余拉應力、表面裂紋和疲勞壽命降低等缺陷。因此，磨削時必須把磨削液注入磨削區以降低磨削溫度。由于磨削液所具有的潤滑、冷卻和洗滌作用，故對改善砂輪的磨損、堵塞及磨削質量十分有益。

　　一、磨削液的作用和種類

　　(1)磨削液的作用

　　1)潤滑作用：是指磨削液滲入磨粒-工件及磨粒-切屑之間形成潤滑膜。由于這層潤滑膜的存在，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，其結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產生的熱，使工件的溫度下降，維持工件的精度，防止加工表面狀態惡化；其次是使磨削點處的高溫磨粒產生急冷，給予熱沖擊的效果，以促進磨粒的自銳作用。冷卻作用的強弱和磨削液的比熱容和磨削液的流量有關。

　　3)滲透與清晰作用：是指磨削液使用時滲透到磨粒-工件、磨粒-切屑的界面間，增加這些界面的潤滑作用，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床上時，應保證二者不產生銹蝕的特性，因此在磨削液中應加入適量的防銹劑。

　　磨削液除應具有上述4項主要作用外，還應具有對人體無害、無刺激性、不發臭、不發霉、易消泡、便于儲存、原料來源豐富、使用方便及價格便宜等優點。

　　(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磨削生產率、工件質量和砂輪磨損也有很大的影響。在磨削加工中，由于高速回轉的砂輪周圍產生的氣流，砂輪內部噴射出的氣流以及砂輪回轉的離心力等原因，使得磨削液進入磨削區十分困難，實際達到磨削區的流體很少，大部分只在磨削區的外圍。

　　因此，為使磨削液穿過氣流屏障進入磨削區，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）等通過噴嘴向磨削區供給磨削液的方法，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，故廣泛使用。缺點是由于磨削液壓力小，流速低，又受到砂輪高速回轉的氣流屏障的阻礙，磨削液向磨削區的滲入比較差，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大約3倍，冷卻效果顯著，使得磨削區溫度下降，而且噴射壓力越大，磨削區溫度越低。

　　3、穿流供液法

　　穿流供液法又稱砂輪內冷卻法。它是利用砂輪自身的多孔性，從砂輪的中心供給磨削液，由于砂輪回轉離心力的作用使磨削液在砂輪工作時從其外周噴出直線進入磨削區的一種供液方法。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內圓和重磨削，在使用該方法時，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濾裝置；為了解決霧狀的氣氛，必須增設防護裝置和措施以防止污染環境，所以供液系統成本很高。

　　4、噴霧冷卻法

　　噴霧冷卻法是利用壓縮空氣使磨削液細化成霧狀。隨著高溫氣流注射到磨削區，由于這些細小的液滴在磨削區高溫作用下會很快氣化，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，噴嘴應盡可能靠近磨削區，這是由于噴射口附近的溫度最低。采用噴霧冷卻時，磨削區應封閉，以免污染環境。

　　5、浸漬砂輪

　　浸漬砂輪就是把液態的固體潤滑劑滲入砂輪空隙中，使固體覆蓋在磨粒表面上，磨削時形成磨粒與切削以及磨粒與加工表面間的潤滑作用。通常采用的固體潤滑劑有樹脂、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管自動吸升的方法。

　　由于砂輪氣孔的大小、形狀和排列是隨機的，所以通路十分復雜，研究時，把砂輪氣孔當作典型的直毛細管進行。

　　利用這種方法浸漬砂輪時，由于砂輪體內的重疊網孔會形成多孔過濾，往往使固體潤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部的孔穴中。

　　6、綜合供液法

　　為了提高冷卻潤滑效果，高速高效磨削以及難加工材料磨削時，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合起來，達到強化換熱的效果。也有采用環狀噴嘴冷卻工件，潤滑噴嘴向砂輪及磨削區供液，以降低工件整體溫度，提高工件尺寸精度。

　　三、總結

　　通過比較發現，油基磨削液和水基磨削液的混合應用，對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用有兩種供應方式：一是用少量油潤濕砂輪以提高潤滑效果，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，油在磨削區前加入，在砂輪表面形成粘著層，使潤滑液可靠地進入磨削點，而水則從工件下方由彈性噴嘴供應，冷卻工件表面。

　　通過聯合應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，且與單純使用乳化液相比，可降低砂輪的磨損。其缺點是需要后續的油水分離，且噴嘴位置、幾何形狀對冷卻和潤滑效果也有很大的影響。增加噴嘴與磨削區的距離，冷卻效果降低，因而，噴嘴應盡可能靠近磨削弧區，以提高進入磨削弧區的有效流量和壓力。對噴嘴進行優化，采用內腔為凹狀的噴嘴，且內壁光滑，出口處為銳邊，可均化液流，產生較長的高聚連續射流，提高冷卻和潤滑效果。