氣障效應(yīng)對(duì)磨削加工的影響
在磨削加工中，隨著砂輪的高速旋轉(zhuǎn)，磨削區(qū)周?chē)３?huì)出現(xiàn)一種稱(chēng)為“氣障效應(yīng)”的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象對(duì)磨削加工產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，不僅關(guān)系到加工效率，還直接影響到加工質(zhì)量和砂輪的使用壽命。今天我們就探討一下氣障效應(yīng)的產(chǎn)生原因、對(duì)磨削加工的具體影響以及相應(yīng)的解決方案。
氣障效應(yīng)的產(chǎn)生
氣障效應(yīng)的產(chǎn)生與砂輪的高速旋轉(zhuǎn)密切相關(guān)。當(dāng)砂輪以極高的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，其外表面上的空氣隨之高速運(yùn)動(dòng)，形成一層空氣邊界層，即氣障。特別是在磨削區(qū)，由于砂輪與工件的緊密接觸和高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣障現(xiàn)象尤為顯著。這層氣障像一道屏障，阻礙了磨削液向磨削區(qū)的有效供給，導(dǎo)致磨削液難以進(jìn)入磨削弧區(qū)，實(shí)際磨削液有效流量?jī)H為噴嘴總流量的5%~40%。
對(duì)磨削加工的影響
冷卻效果降低
：氣障效應(yīng)的存在使得磨削液難以有效進(jìn)入磨削區(qū)，導(dǎo)致磨削區(qū)的冷卻效果大大降低。工件表面溫度迅速升高，不僅可能引起熱損傷，還可能影響材料的力學(xué)性能和加工精度。
潤(rùn)滑效果減弱
：磨削液的潤(rùn)滑作用也無(wú)法充分發(fā)揮，增加了砂輪與工件之間的摩擦和磨損。這不僅縮短了砂輪的使用壽命，還可能導(dǎo)致加工表面粗糙度增加，影響加工質(zhì)量。
磨削效率下降
：由于氣障效應(yīng)導(dǎo)致的冷卻和潤(rùn)滑效果減弱，磨削過(guò)程中的能量消耗增加，磨削效率下降。這不僅增加了加工成本，還可能延長(zhǎng)加工周期，影響生產(chǎn)進(jìn)度。
解決方案
為了克服氣障效應(yīng)帶來(lái)的不良影響，可以采取以下解決方案：
氣流擋板法
：在砂輪防護(hù)罩內(nèi)側(cè)加裝擋板，使磨削液能夠緊貼在砂輪表面上順利進(jìn)入磨削區(qū)。這種方法通過(guò)減小砂輪與擋板之間的間隙，增大了有效磨削液的流量，同時(shí)保持了恒定的噴液壓力，提高了磨削液的利用率。
高壓噴射法
：采用較小口徑的噴嘴，用高壓向磨削區(qū)供給磨削液。通過(guò)提供高液壓力來(lái)沖破砂輪表面的氣流層，使更多的磨削液進(jìn)入磨削區(qū)。這種方法不僅提高了冷卻效果，還增強(qiáng)了潤(rùn)滑作用，有助于降低磨削區(qū)的溫度和摩擦。
改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)
：針對(duì)特定磨削工況，如砂輪側(cè)面磨削工件端面時(shí)，可采用改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)的方法。通過(guò)優(yōu)化噴嘴形狀和噴射角度，使磨削液能夠直接澆注到磨削面上，提高磨削液的覆蓋范圍和利用率。
優(yōu)化砂輪設(shè)計(jì)
：通過(guò)研究砂輪氣孔率對(duì)氣障層的影響，可以?xún)?yōu)化砂輪設(shè)計(jì)。減小砂輪氣孔率可以降低氣障層內(nèi)氣體流動(dòng)的速度和壓強(qiáng)，從而減薄氣障層。此外，還可以考慮采用新型砂輪材料和結(jié)構(gòu)，以提高其耐磨性和抗熱損傷能力。
綜上所述，氣障效應(yīng)是磨削加工中一個(gè)不可忽視的現(xiàn)象。通過(guò)采取上述解決方案，可以有效克服其帶來(lái)的不良影響，提高磨削加工的質(zhì)量和效率。隨著科技的不斷進(jìn)步和工藝的不斷優(yōu)化，相信未來(lái)會(huì)有更多創(chuàng)新性的方法和技術(shù)應(yīng)用于磨削加工中，以進(jìn)一步降低氣障效應(yīng)的影響，提升加工質(zhì)量和效率。
