冷卻液和磨削加工

汽車制造商舍得花費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，這種現在磨削加工行業并不少見。
　　在磨削加工中，冷卻液起著一個特殊的作用，不但對產品的質量起著決定性作用，而且對加工費用也會有很大的影響。砂輪主軸電機所消耗的功率主要分布在砂輪驅動、磨削加工和冷卻液傳送等方面。磨削中工件所產生的熱量必須立即冷卻，防止局部溫度過高和因進一步升溫而造成的材料相位轉變。相位轉變往往會造成殘余應力和白層的形成，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的工藝參數，可以使磨削表面產生的熱量降低到最低程度，將所產生的大部分熱量由砂輪、切屑和冷卻液帶走，從而達到生產工藝的冷卻目的。
　　冷卻液的輸送壓力、流量、溫度和流向等都對生產工藝的質量和經濟性有很大影響。壓力控制液體的流速，流量和溫度控制液體的導熱速度，流向可以使液體清除在砂輪周圍運動的空氣障礙。噴射的液體必須對準砂輪前的磨削區，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生的熱量需要冷卻。在許多情況下，花費在冷卻液噴嘴和液泵/過濾設計上的時間往往接近于機床的運行時間。在其它情況下，機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，提供一種簡單的噴嘴系統，尤其是對工具磨床和宇航產品的磨床而言。冷卻液的噴射壓力應與砂輪的轉速相匹配，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動或分流，開放式的小直徑管子甚至會因噴射力的反作用力而向后退縮，因此不適于應用。與噴嘴有關的其它問題還包括高壓射流裂散問題、出口前管內高壓喘流問題、與砂輪的極度接近問題和以試湊法接近目標問題。
　　對于連貫噴射的圓形噴嘴與高度可配置性相結合方式已經過廣泛的試驗。在最近進行的一項案例研究中，客戶以礦物油作為冷卻液對透平葉片的葉根形狀進行磨削加工，結果發現具有如下優點：
　　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，加工精度進一步提高；消除了研磨燒傷和磨削裂紋；采用激光瞄準以后，設定速度加快；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性程度提高。
　　對于冷卻液的應用應采取戰略性措施，也就是說，只將冷卻液用于需要的地方，應能有效地節約能源且經濟實用。一種優秀的工程產品應具有各種程度的可調性，可降低設置時間。
　　而且所選用的冷卻液應能滿足加工需要和成本及生產利益。直接的油類產品，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。