气障效应对磨削加工的影响

在磨削加工中，随着砂轮的高速旋转，磨削区周围常常会出现一种称为“气障效应”的现象。这一现象对磨削加工产生了深远的影响，不仅关系到加工效率，还直接影响到加工质量和砂轮的使用寿命。今天我们就探讨一下气障效应的产生原因、对磨削加工的具体影响以及相应的解决方案。

气障效应的产生

气障效应的产生与砂轮的高速旋转密切相关。当砂轮以极高的速度旋转时，其外表面上的空气随之高速运动，形成一层空气边界层，即气障。特别是在磨削区，由于砂轮与工件的紧密接触和高速相对运动，气障现象尤为显著。这层气障像一道屏障，阻碍了磨削液向磨削区的有效供给，导致磨削液难以进入磨削弧区，实际磨削液有效流量仅为喷嘴总流量的5%~40%。

对磨削加工的影响

冷却效果降低

：气障效应的存在使得磨削液难以有效进入磨削区，导致磨削区的冷却效果大大降低。工件表面温度迅速升高，不仅可能引起热损伤，还可能影响材料的力学性能和加工精度。

润滑效果减弱

：磨削液的润滑作用也无法充分发挥，增加了砂轮与工件之间的摩擦和磨损。这不仅缩短了砂轮的使用寿命，还可能导致加工表面粗糙度增加，影响加工质量。

磨削效率下降

：由于气障效应导致的冷却和润滑效果减弱，磨削过程中的能量消耗增加，磨削效率下降。这不仅增加了加工成本，还可能延长加工周期，影响生产进度。

解决方案

为了克服气障效应带来的不良影响，可以采取以下解决方案：

气流挡板法

：在砂轮防护罩内侧加装挡板，使磨削液能够紧贴在砂轮表面上顺利进入磨削区。这种方法通过减小砂轮与挡板之间的间隙，增大了有效磨削液的流量，同时保持了恒定的喷液压力，提高了磨削液的利用率。

高压喷射法

：采用较小口径的喷嘴，用高压向磨削区供给磨削液。通过提供高液压力来冲破砂轮表面的气流层，使更多的磨削液进入磨削区。这种方法不仅提高了冷却效果，还增强了润滑作用，有助于降低磨削区的温度和摩擦。

改进喷嘴结构

：针对特定磨削工况，如砂轮侧面磨削工件端面时，可采用改进喷嘴结构的方法。通过优化喷嘴形状和喷射角度，使磨削液能够直接浇注到磨削面上，提高磨削液的覆盖范围和利用率。

优化砂轮设计

：通过研究砂轮气孔率对气障层的影响，可以优化砂轮设计。减小砂轮气孔率可以降低气障层内气体流动的速度和压强，从而减薄气障层。此外，还可以考虑采用新型砂轮材料和结构，以提高其耐磨性和抗热损伤能力。

综上所述，气障效应是磨削加工中一个不可忽视的现象。通过采取上述解决方案，可以有效克服其带来的不良影响，提高磨削加工的质量和效率。随着科技的不断进步和工艺的不断优化，相信未来会有更多创新性的方法和技术应用于磨削加工中，以进一步降低气障效应的影响，提升加工质量和效率。