金属加工切削热源于塑性变形,冷却过程涉及固体与流体传热。流体在固体表面形成滞流层增加热阻,厚度取决于流体粘度。粘度小则冷却效果好。汽液两相流体动力粘度公式为μ=μf-(μf-μg)x,其中μf为流体粘度,μg为气体粘度,x为质量系数。显然,两相混合流体粘度总小于单相液体粘度,从而改善了冷却性能。
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微量润滑系统在金属加工中主要起润滑和冷却作用。渗透能力是关键,常规浇注式切削液渗透效率低,尤其高速切削时更差。气体渗透依靠液体汽化向前刀面渗透,但常规切削液汽化量少,润滑受限。喷雾冷却形成的气液两相流体弥补了渗透不足。气液两相流体喷射速度快、动能大,渗透力强,微量液体易汽化,可从多方面向刀具前刀面渗透,虽液体量少但汽化部分多,润滑效果更好。
微量润滑系统是精密控制油量的喷油装置,分内喷和外喷。外喷装置中,润滑油和压缩空气独立调节,高压气流将油吹向切削刃实现润滑。系统由腔壁、上盖、导液软管、螺纹连接柱、吸液装置、套管、三通管、流量调节阀、传输管及喷嘴等组成。压缩气体进入后,经‘收缩-扩张’孔降压,形成压强差使润滑剂流入,通过调节旋钮控制流量,最终在喷嘴雾化喷出。