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:1.5in2。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:(1.5in2)×66000in/min=99000in3/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,即选用砂轮时,要保证切削弧长度上有4~10颗磨粒在工作。