磨削溶液在磨床研磨加工时的作用

磨床磨削溶液的作用是对切削弧区进行冷却和润滑。水基磨削液的作用主要是冷却，也有一定的润滑作用。而冷却油的作用主要是润滑，有点冷却作用。全合成添加剂的水基磨削液，最适用于锋利的强力磨削砂轮，这种磨床砂轮通常工作时切削弧较长，需要较好的冲刷作用。

半合成添加剂的磨削液，最适用于磨削复杂形状和要求润滑性能良好，以防止烧伤的场合。单纯的油剂适于磨削复杂形状，切削弧较短、磨削光洁度要求较高的场合。而乙二醇基的磨削液适用于采用立方氮化硼磨床砂轮而又要避免使用单纯油剂的场合。

选择磨削液是一项艰难的任务：既要考虑磨削液的初始价格，又要考虑其管理和处理的费用。所谓对环境无害的“绿色”冷却液，仅是一种欺骗。有些桶装的新鲜冷却液，甚至可以饮用，但一旦磨削碎末污染了液体，就会变成对环境有害的废物。

磨削液一旦选定，就应对其进行过滤和保养。不仅要考虑其清洁度，还要控制其浓度、导电性和PH值。

最新的磨削液的试验表明，磨削液浓度对磨削过程的影响不是线性关系。长期以来，人们都认为，随着磨削液浓度的增加，磨削过程会成比例地改善，实际上这是不正确的。例如，磨削液浓度在7.5%～8%时，其性能不及浓度5%的好，但当浓度增加至10%～12%时，性能又得到改善。

对50种水基磨削液的试验结果大同小异。不过，在有些情况下，趋势不很明显；而在另一些情况下，7.5%的磨削液浓度简直到了导致机床失速的程度；而浓度5%和10%的磨削液工作情况良好。

在选好了适当的磨削液及其管理体系以后，接下来的首要问题是如何正确地把磨削液注入磨削区域。

磨削液应该注到切削弧区域，而不是简单地注向工件和砂轮的结合部，通常浇注的冷却液只有很少部分进入切削弧区。旋转的砂轮像一个吹风器那样，把磨削液从砂轮外圆抛出去。

砂轮的孔隙既可容屑，又可发挥搬运磨削液的功能。就这样，磨削液是靠砂轮本身带到切削弧区的。所以，在适当的速度下，磨削液浇注到砂轮外圆就会带向切削弧区。

此外，喷咀应作专门设计，使磨削液以适当的速度喷注在正确的注入点。喷咀尺寸应覆盖整个砂轮宽度，当宽度已知时，喷咀的开口高度(d)可通过计算获得。若喷咀宽度为1.5″，则喷咀口的面积为：1.5din2。设磨削速度为5500(1676m/min)，换算成英寸须乘12，得66000in/min，所以，喷口处的磨削液流速为：(1.5din2)×66000in/min＝99000din3/min。

若油泵压力为110psi(0.758MPa)，每分钟的液体流量为58gpm(每分钟58加仑，约为219.554升/分)，而1加仑＝231立方英寸，所以油泵流量为：231in3×58gpm＝13398in3/min。显然，油泵进口和出口的流量应该相等，即13398应等于99000d。于是可算出喷口高度d为：0.135″(13398/99000)。实际选用的喷咀开口高度可以比计算值略小一点，因为磨削液离开喷咀后速度会有所降低。当喷咀不正对砂轮的情况下，考虑这个因素尤为重要。所以，本例中喷咀尺寸取0.12″×1.5″较好。

油泵的压力是为推动液体在管路系统中流动。有时系统的阻力可能超过油泵额定压力110Psi。因为经常发生喷咀制造不正确，管路、接头、活动转臂等有扭曲或阻滞现象。假如上述影响流动的阻滞因素存在，则流动速度就会减小。因此，要经常用流量剂来检测流速的变化，光看压力计是不够的。

附录:关于超硬磨料浓度的知识

超硬磨料的砂轮技术规范中一项重要指标是浓度。工业界常把浓度100误解为100%，其实不然，浓度100的定义是：在1立方英寸体积内有72克拉磨料。所以，浓度50是指每立方英寸中有36克拉磨料，磨料的粒度大小有很多种，而不同粒度的磨料可以有相同的浓度。

现以浓度同样为75的两种磨料粒度作对比。一种是60粒度(美标，下同)，另一种是200粒度，它们每立方英寸的磨料含量都是54克拉，对于60粒度的磨料，每克拉有6900颗，而200粒度的磨料每克拉有262000颗。所以60粒度的磨料，在每立方英寸的砂轮中有372600颗磨粒，而200粒度的磨料，这个数字达到14148000颗。

不同的磨料粒度意味着在浓度相同时，细粒度的磨粒(左)数量多于粗粒度的磨粒。假定磨粒在砂轮内是均匀分布的，则把上述每立方英寸中的磨粒数开立方后，可得每英寸长度上的磨粒数。对60粒度而言，为每英寸72颗，而200粒度为每英寸242颗，上述数字的倒数就是磨粒间距。对60粒度而言，间距为0.014″，对200粒度，间距为0.004″。假如磨削中的切削弧长度是0.013″，60粒度的砂轮，磨料间距比它长，所以有时切削弧上没有磨料在工作，而对200粒度的砂轮，磨粒间距为0.004″。所以至少有3颗磨粒在切削弧上工作。

从上述对比引出了一条常用规则，即选用磨床砂轮时，要保证切削弧长度上有4～10颗磨粒在工作。