鈦基伏嗜、鎳基等高溫合金和高強(qiáng)度合金鋼等難加工材料的大量應(yīng)用枪第，給切削加工帶來(lái)了很大的困難晨墓。由于切削時(shí)產(chǎn)生的大量切削熱不能及時(shí)散發(fā)暮态，不僅使切削刀具的耐用度降低鹦赎，而且難以保證工件的精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法切削误堡。因此古话，降低切削熱對(duì)于難加工材料的加工具有重要意義雏吭。對(duì)于一般材料的切削加工而言,如何提高切削效率、延長(zhǎng)刀具壽命也是人們一直努力解決的問(wèn)題陪踩。特別是在重型車削杖们、銑削加工中，如果能使切削效率提高一倍肩狂，則相當(dāng)于價(jià)格昂貴的重型機(jī)床增加了一倍摘完，也就是說(shuō)，在不增加固定資產(chǎn)投資的情況下傻谁，使生產(chǎn)能力翻了一番孝治。而刀具壽命的延長(zhǎng)，降低了刀具費(fèi)用的消耗审磁，使得生產(chǎn)成本得以降低谈飒。

　　刀具在工作過(guò)程中的冷卻與潤(rùn)滑是解決上述問(wèn)題的有效手段 在工作過(guò)程中，有無(wú)冷卻潤(rùn)滑态蒂、冷卻潤(rùn)滑的方式對(duì)刀具耐用度隅昌、切削效率及加工精度等的提高有很大影響。近年來(lái)赤蚜，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在金屬切削過(guò)程中應(yīng)用噴霧冷卻技術(shù)琼护，為切削加工提供了新的冷卻技術(shù)的選擇。

　　目前屁爵，除部分進(jìn)口機(jī)床采用了噴霧冷卻技術(shù)外菌熬，國(guó)內(nèi)其它機(jī)床上應(yīng)用較少。本文結(jié)合我國(guó)國(guó)情,對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行分析并提出了改進(jìn)措施晚神。

　　1．噴霧冷卻的機(jī)理

　　切削液在金屬切削中主要起兩個(gè)作用舌捡，一是潤(rùn)滑作用；二是冷卻作用藐病。切削液能否充分發(fā)揮有效的潤(rùn)滑作用，其滲透能力強(qiáng)弱是一個(gè)重要的因素瞒谱。常規(guī)的澆注式切削液在切削加工中的滲透以液體滲透和氣體滲透兩種方式進(jìn)行：澆注的液體滲透效率較低赏庙，在高速切削時(shí)效率更低；氣體滲透是由于澆注在切屑表面裂紋中的液體隨著切削溫度的上升發(fā)生汽化而向前刀面進(jìn)行滲透的萤榔。試驗(yàn)證明鸯乃，常規(guī)切削液的滲透能力不強(qiáng)，能夠被汽化的液體量很少跋涣，使?jié)櫥Ч艿较拗朴６鴩婌F冷卻形成的兩相流體，能夠彌補(bǔ)切削液滲透能力的不足陈辱。氣液兩相流體噴射到切削區(qū)時(shí)奖年，有較高的速度细诸，動(dòng)能較大，因此滲透能力較強(qiáng)陋守。此外震贵，在氣液兩相射流中微量液體的尺寸很小，遇到溫度較高的金屬極易汽化水评，可從多個(gè)方面向刀具前刀面滲透猩系。雖然射流中的液體量很少中燥，但被汽化的部分則比連續(xù)澆注切削液時(shí)多寇甸，因而潤(rùn)滑效果較好。在金屬加工中切削熱主要來(lái)源于金屬的塑性變形疗涉，切削區(qū)的冷卻過(guò)程就是固體與流體之間的傳熱過(guò)程稀渊。由于流體與固體分子之間的吸引力和流體粘度作用，在固體表面就有一個(gè)流體滯流層喷围，從而增加了熱阻粉越。滯流層越厚，熱阻越大码杆，而滯流層的厚度主要取決于流體的流動(dòng)性即粘度薄罕。粘度小的流體冷卻效果比粘度大的流體冷卻效果好。

　　汽液兩相流體的動(dòng)力粘度可用下式表示：μ=μf－(μf－μg)x式中磁应，μf為流體的動(dòng)力粘度妆崇，μg為氣體的動(dòng)力粘度，x為質(zhì)量系數(shù)部糠，x＝Wf/WfWg（Wf為液相質(zhì)量流量，Wg為氣相質(zhì)量流量）提甚。
顯然飞灰，式中μ<μf，即氣液兩相混合流體的粘度μ總小于單相液體的粘度褪储，亦即噴霧冷卻的降溫效果要優(yōu)于單相切削液。氣液兩相流體噴出時(shí)鲤竹，體積驟然膨脹對(duì)外做功浪读，消耗了內(nèi)能，可使溫度降低10℃左右辛藻。噴霧冷卻中兩相流體有較高的速度碘橘，能夠及時(shí)將鐵屑沖走，并帶走大量的熱量，進(jìn)一步增強(qiáng)了降溫效果痘拆。因此仰禽，噴霧冷卻實(shí)際上綜合了氣液兩種流體的降溫效果和優(yōu)點(diǎn)。

　　2．噴霧冷卻裝置的工作原理

　　噴霧冷卻就是把微量液體混入壓力氣流中错负，形成霧狀的氣液兩相流體坟瓢，通過(guò)噴霧產(chǎn)生射流，噴射到切削區(qū)犹撒，使工件和刀具得到充分冷卻和潤(rùn)滑折联。

　　噴霧冷卻裝置工作時(shí)，壓縮空氣經(jīng)分水濾氣器濾除水分等雜質(zhì)栈站，通過(guò)電磁閥后一小部分壓縮空氣進(jìn)入冷卻液箱內(nèi)疟弹，將冷卻液壓出到噴嘴；絕大部分壓縮空氣經(jīng)調(diào)壓閥將壓力調(diào)至0.32～0.35MPa后經(jīng)壓縮空氣軟管到噴嘴與冷卻液混合歇刺，霧化后噴射到切削區(qū)福晋。

　　噴霧冷卻技術(shù)的關(guān)鍵在于能否把冷卻液充分霧化。由于冷卻液的壓力略大于壓縮空氣的壓力章慌，二者在氣液混合室內(nèi)混合后逼税，經(jīng)蛇皮管式冷卻管5由噴嘴頭噴出恳繁。反之惜选，若冷卻液的壓力小于壓縮空氣的壓力，則冷卻液將被壓回到冷卻液箱內(nèi)且仔。在一些進(jìn)口機(jī)床的噴霧冷卻裝置中，壓縮空氣是從調(diào)壓閥后進(jìn)入冷卻液箱的隔屠，因此噴出冷卻液時(shí)往往有“喘氣”現(xiàn)象。若將壓縮空氣改為從電磁閥后直接進(jìn)入冷卻液箱阁危，就可避免“喘氣”現(xiàn)象玛痊。

　　為了調(diào)節(jié)噴出的冷卻液流量，在噴嘴上安裝了冷卻液流量調(diào)節(jié)閥狂打。一些進(jìn)口機(jī)床所采用的噴霧冷卻裝置卿啡，其噴嘴調(diào)節(jié)閥為錐形，使用時(shí)通過(guò)調(diào)整錐面配合間隙的大小來(lái)調(diào)節(jié)冷卻液流量菱父。由于加工這種結(jié)構(gòu)的噴嘴調(diào)節(jié)閥比較困難,閥桿與閥體錐面的同心度不易保證，從而不能有效地調(diào)節(jié)冷卻液的流量剑逃。試驗(yàn)證明,如將錐閥改成平閥浙宜、將錐面改成平面，并增加一個(gè)密封圈，則冷卻液的流量可以任意調(diào)節(jié)粟瞬。

　　3．冷卻液的選擇

　　由于從噴嘴噴出的冷卻液成霧狀同仆，其中大部分噴到切削區(qū)，一小部分彌散在空氣中,為了避免環(huán)境污染及對(duì)操作者造成傷害裙品，冷卻液的選擇非常重要俗批。油類冷卻液除了會(huì)造成環(huán)境污染外，彌散在空氣中的油霧吸附在操作者身上和衣服上斩憾，可能會(huì)危害其健康式亥，因此不宜使用。為了提高防銹淳习、防腐性能纸藕，多數(shù)常用的乳化液、水劑冷卻液都含有亞硝酸鈉和三乙醇胺等成份钮庆。因亞硝酸鹽是一種對(duì)人體有害的物質(zhì)冗炊，加上三乙醇胺后其危害性更大，因此不適宜用作噴霧冷卻劑垒某。深圳好富頓公司生產(chǎn)的763切削液知援，據(jù)介紹不含亞硝酸鈉和三乙醇胺等成份，對(duì)人體的危害性非常低慈琼，用作噴霧冷卻劑效果很好星自。

　　4．噴霧冷卻的應(yīng)用效果

　　（1）切削區(qū)溫度
　　采用噴霧冷卻與干切削分別加工40Cr和45鋼（加工40Cr鋼的切削參數(shù)為：ap＝2mm，f＝0.48mm/r偿尘，v＝167m/min）忆某。切削區(qū)溫度測(cè)試的結(jié)果表明，與干切削相比阔蛉，采用噴霧冷卻時(shí)切削區(qū)溫度可降低140℃弃舒；若加工45鋼（ap＝2mm，f＝0.3mm/r）状原，采用噴霧冷卻時(shí)切削區(qū)溫度比干切削時(shí)可降低200℃聋呢。
　　（2）刀具壽命
　　在立車上粗加工45鋼鑄件，使用的刀片牌號(hào)為YT5颠区。當(dāng)切削條件相同時(shí)削锰，采用噴霧冷卻的刀具壽命為1小時(shí)以上，而采用干切削時(shí)的刀具壽命僅為30～40分鐘毕莱。
　∑鞣贰（3）表面粗糙度
　　在數(shù)控龍門銑床上精銑材料為ZG20CrMo的汽輪機(jī)汽缸中分面，使用的刀片牌號(hào)為YT535朋截，切削用量為v＝150m/min，vf＝40mm/min，ap=0.02～0.04mm订薛。采用干切削時(shí)竖沦，加工1m2后刀片磨損，加工表面粗糙度不穩(wěn)定窑赂，為Ra2.3～3.4μm舍屠；采用噴霧冷卻時(shí)，加工1.5m2后刀片磨損圃活，表面粗糙度穩(wěn)定胸牲，達(dá)Ra0.76～0.9μm，超過(guò)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的Ra=1.6μm晕围。

　　此外极哨，噴霧冷卻技術(shù)可應(yīng)用于立式車床、臥式車床黑寻、轉(zhuǎn)子車床硼屁、圍帶車床、落地鏜銑床等不同機(jī)床晶恨，加工效率平均提高20%赠懊，刀具壽命提高一倍以上，加工精度也有顯著提高抗斤。如在轉(zhuǎn)子車床上精車轉(zhuǎn)子軸頸囚企，采用干切削時(shí)一刀車不下來(lái)，圓柱度不易保證瑞眼，而采用噴霧冷卻時(shí),一刀即可車完龙宏，而且圓柱度滿足設(shè)計(jì)要求。

　　5．結(jié)語(yǔ)
　　由于噴霧冷卻具有良好的冷卻和潤(rùn)滑效果,在切削加工過(guò)程中應(yīng)用噴霧冷卻技術(shù)可顯著提高切削加工生產(chǎn)效率和零部件加工質(zhì)量伤疙。
　∫铩（1）由于兩相射流對(duì)切削區(qū)有清理作用，減少了氧化皮徒像、細(xì)鐵屑等對(duì)刀具的磨損黍特，可提高刀具的耐用度；噴霧冷卻裝置體積小锯蛀，安裝操作方便灭衷；冷卻液耗量少，工作環(huán)境清潔旁涤，有利于保護(hù)操作者的身體健康翔曲。
　　（2）噴霧冷卻技術(shù)特別適合用于高速切削辙炒、緩進(jìn)給磨削误即、強(qiáng)力磨削等發(fā)熱量大的加工場(chǎng)合以及加工精度要求高的高強(qiáng)度瞒脆、高硬度合金鋼材料。
　「纫ァ（3）噴霧冷卻裝置用于數(shù)控機(jī)床，可實(shí)現(xiàn)冷卻自動(dòng)化榜寸；如在普通機(jī)床上應(yīng)用胧含，通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以手動(dòng)氣路開關(guān)代替分水濾氣器和電磁閥怠竞，可在實(shí)現(xiàn)噴霧冷卻的同時(shí)降低成本费控。

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