[发明专利]一种带雾炮的超声辅助汽化降温双圆磨削系统

说明书

本发明的带雾炮的超声辅助汽化降温双圆磨削系统包括：磨削砂轮及与其外切的轧辊，机箱设置砂轮架的一侧，机箱的顶部竖直设有双杆支架，双杆支架的顶端通过转轴安装有雾炮筒，雾炮筒的前端分别固定有射流环状管网、雾化环状管网，射流环状管网的底端通过供液管连接到定量泵，雾化环装管网的底端通过供雾管连接到机箱，机箱的一侧设有电控箱；通过分别调整射流环状管网、雾化环状管网的流速以及轮毂及风叶总成的转速，改变射流液滴和雾化液滴、空气的配比，同时改变整体呈柱形喷向磨削区域的速率，添加轴向和纵向的超声波振动辅助磨削过程，减少莱顿弗罗斯特效应，增强磨削降温效果，提高磨削表面质量。

技术领域

本发明属于精密磨削技术领域，涉及一种带雾炮的超声辅助汽化降温双圆磨削系统。

背景技术

缓进给磨削砂轮与工件接触弧长，同时工作磨粒多，每一个磨粒又都是一个切削刃，磨削接触弧长，磨屑成丝状，突出的优点为生产效率高，磨削后表面不易产生裂纹、振纹等缺陷，而相应的金属在撕裂变形过程中产生很大的热量，甚至可以将磨屑熔化形成焊珠并使零件表面烧伤。因此缓进给磨削应配强冷却。

缓进给磨削弧区的沸腾换热机理：沸腾有四个阶段，自然对流区，核态沸腾区，过渡沸腾区，膜态沸腾区，发生在弧区的换热机理由于涉及到沸腾与汽液两相流动过程而显得极为复杂，以往将磨削弧区的热疏导简单理解为只需将足量的磨削液引入到弧区便可确保换热效果；在磨削热流密度接近但不超过临界热流密度，磨削液处于泡核核沸腾时，磨削液可以直接从工件表面吸收大量汽化散热，不仅换热效率最高，而且工件表面温度亦可稳定维持在磨削液发生成膜沸腾的临界温度。但磨削热流密度是随着砂轮钝化增长的，上述理想换热状态是无法稳定维持的；在超过临界值的高磨削热流密度下，即使再多的磨削液进入弧区也无济于事，因为磨削液既已处于成膜沸腾状态，工件表面受到覆盖的汽膜层阻挡。

微量润滑是指润滑剂用量非常少的润滑工况。其在切削，高速旋转机构如高速离心机等中采用此种润滑方式。在切削中也叫做最小量润滑，即使用最小量的切削液达到最佳切削效果，是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削。通常指将压缩气体(空气、氮气、二氧化碳等)与极微量的润滑油混合汽化后形成含有微米级的液滴油雾，通过喷嘴高速喷射到切削区域或运动副，从而对切削区域或运动副进行有效的冷却和润滑。这种润滑方式叫微量润滑或油气混合润滑。但是现有技术中在切削过程有所应用，在磨削过程中的还没有推广，现有技术中的微量润滑存在雾化粒径和喷射压力正相关的特点，无法将两者剥离开来进行分别控制。

现有技术中，通常采用流体浸润的方式使用磨削液降温，随着磨削技术的发展，又出现了纳米流体润滑技术、喷射供液法、穿流供液法、喷雾冷却法等，在先进制造技术中，研究热点为缓进给磨削方式，此磨削方式的不足在于散热差，容易在磨削弧区造成烧伤，普通的流体浸润磨削液方式降温不理想，缓进给磨削方式的难点在于磨削弧区较长，不仅磨削热产热量高，而且在磨削弧区入口处，由于存在莱顿弗罗斯特效应，汽膜阻挡其他磨削液进入磨削弧区，当前研究人员一般采用增大喷射力度的方式强行冲开汽膜。中国专利CN201711278067.1公开了超声振动辅助磨削液微通道浸润的纳米流体微量润滑磨削装置，相对于同类超声辅助磨削装置，改进了可调节超声波振子空间位置的超声振动机构，但是仅从超声波的形式上进行了改装，本质上仍然属于超声振动加载到磨削区域的范畴，仍然没有对磨削液的沸腾汽化方式做出改进和研究。

发明内容

本发明提供一种带雾炮的超声辅助汽化降温双圆磨削系统，可增强双圆磨削过程中的降温效果，提高磨削表面质量。

本发明提供一种带雾炮的超声辅助汽化降温双圆磨削系统，包括磨削砂轮及与其外切的轧辊，所述磨削系统还包括：砂轮驱动机构、驱动所述磨削砂轮和砂轮驱动机构沿磨削砂轮轴向进给的砂轮进给机构、雾炮喷射机构和对所述砂轮驱动机构和雾炮喷射机构进行控制的控制机构；