V型喷嘴提高磨削冷却润滑液效益
采用V型喷嘴，可以准确地把冷却润滑剂引入到工件与磨盘之
间的接触区域内，从而可以降低磨削力并改善工件的表面质量
通过采用V型喷嘴对磨削作业区的冷却剂注入方式进行优化，可以降低高达75%的冷却剂的数量并缩减采购、使用和排放等方面的成本，同时还可以进一步降低磨削力和改善表面质量。
磨削中所产生热量的排放和磨削颗粒与工件之间摩擦的降低，是冷却润滑剂的一项主要任务。此外，冷却剂还需要把磨屑带走。采用与工艺流程相适应的冷却润滑，可以积极影响工件质量和砂轮的外形，减缓刀具的磨损程度。
为了在磨削过程中控制住冷却润滑剂的使用，首先要控制冷却润滑剂的按需供应，即要防止冷却润滑剂的供应过多或供应不足。下文将介绍一种新研发的最低量冷却润滑剂喷嘴即“V型喷嘴”。在开发这种喷嘴时，充分考虑到了腔式喷嘴和柔性薄膜的优点。V型喷嘴可以适用于多种磨削工艺。由此可以大幅提高冷却和润滑的效率。与传统的冷却润滑剂冷相比，采用这种KSS注液方式，可以提高表面质量，降低磨削力，减缓砂轮损耗程度。此外，还可以降低冷却润滑剂的用量。
图1所示为新开发的V型喷嘴及其部件。通过采用这种喷嘴，冷却润滑剂可以直接注入到砂轮的接触区域内。为了实现这一点，应首先排除气泡。旋转的砂轮由于摩擦作用把与之相接触的液体（气体）带起，从而在砂轮上造成气泡。为了提高冷却润滑剂的效用，气泡通过V型喷嘴上的气泡排除器得以排走（图1和2），由此冷却润滑剂可以有足够的数量进入到磨削区域里，砂轮也可以达到对冷却润滑剂的最佳接触和利用。冷却润滑剂在从由上下两部分构成（图1e和f）的主喷嘴被挤出之后，以16°的正切角度射向砂轮（图2），因此KSS可以直接与旋转的砂轮接触。这样可以确保冷却润滑剂不会喷向其他方向。通过使用铝板（图1c），可以使冷却润滑剂充分润滑砂轮。同时，由于冷却润滑剂可以在砂轮切削腔里接触的时间较长，因此可以直接进入到接触面上（图2~4）。
腔式喷嘴优势和导向板优势相结合
通过采用铝板，可以把腔式喷嘴和冷却润滑剂导板的优势相结合起来。这有助于冷却润滑剂有充足的数量进入到接触区域里。虽然铝导板与传统喷嘴相比更能靠近接触区域，但是，出于安全原因和为了进一步优化冷却润滑剂的注入效果，因此采用了柔性薄膜（图1d和2）。通过采用铝导板可以对冷却润滑剂进行充分的加速，而采用薄膜则可把冷却润滑剂直接注入到接触区域上。如果薄膜意外被磨掉，对于磨削工艺来说也没有任何危险，这是因为卷筒系统可以根据实际需要调节薄膜的长度（图3）。nextpage
在冷却润滑剂的射流速度至少达到砂轮圆周速度的60%时，接触区才能得到最佳的注液效果。在采用V型喷嘴时，铝板和砂轮之间空间便是注液接触区。在此过程中，冷却润滑剂的速度也会被加速到砂轮圆周速度（图3和4）。
如图4所示，冷却润滑剂的使用效率很高。采用V型喷嘴也有助于磨削结果的改善，提高磨削加工的经济效益。这种状况可以通过对比分析加以明确。
V型喷嘴对磨削力具有积极的影响
在所述的对V型喷嘴的认证当中，把V型喷嘴与传统的细喷射喷嘴在相同的条件下进行对比。对此，在所有的研究工作中均在平面磨床上使用Korund砂轮。为了使对比分析真实可靠并达到最佳的冷却润滑，对射流喷嘴进行调节，使得有充足数量的冷却润滑剂进入到接触区域里。
研究结果表明，V型喷嘴对磨削力有着积极的影响（图5）。其原因在于V型喷嘴可以改善KSS向接触区域的引入状态。由此可以确保有足够数量的冷却润滑剂进入到接触区域里。这样可以降低摩擦，从而也降低磨削力。从图5上可以看出，通过采用V型喷嘴，可以防止出现热损伤。
采用V型喷嘴可降低磨削力的另一个原因是砂轮的损耗明显减缓（图6）。其原因在于粘附在切削腔内和大量进入砂轮间隙中的切屑颗粒物和其他杂质在冷却润滑剂的作用下被冲洗出来。这就表明，在使用V型喷嘴之后，砂轮的磨削能力得到显著提高。
V型喷嘴比自由射流喷嘴更能实现优质表面
通过采用V型喷嘴所获得的表面质量要优于传统自由射流喷嘴，尤其在较大的进刀量（20μm）和较低的KSS流量的情况下亦是如此。通过使用V型喷嘴，磨削作业过程中的冷却润滑剂引入得到了优化，切屑生成状况也得到了改善。所生成的切屑厚度较小，粗糙深度也就较小。
作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2022/02/5509.html