[实用新型]一种射流磨削装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种射流磨削装置。

背景技术

一些先进的合金材料如镍基合金，因其比重小、比强度高、耐热性和耐腐蚀性好而广泛用于航空发动机重要零件如压气机风扇叶片、机匣等，这些关键零件加工质量的优劣对发动机整体性能和效率影响很大。这类工件材料具有较大的高温强度、低的导热系数、加工硬化严重、易同刀具材料发生化学反应等特点，使得其磨削加工性较差，在磨削加工中磨削温度高，刀具磨损快，因此研究这类难加工材料的磨削加工问题显得越来越重要。

镍基合金磨削加工去除单位材料体积所消耗的能量远大于其它材料的加工，在磨削区产生大量的热，这些热传散在切屑、刀具和工件上。磨削热效应对工件表面质量和使用性能影响极大。特别是当温度在砂轮、工件界面上超过某一临界值时，就会引起表面的热损伤(表面的氧化、烧伤、残余拉应力和裂纹)，其结果将会导致零件的抗磨损性能降低，抗疲劳性能变差，从而降低了零件的使用寿命和工件可靠性。此外，磨削周期中工件的累积温升，导致工件尺寸精度、形状精度误差和砂轮的使用寿命降低。因此，有效控制磨削区的温度降低工件表面热损伤，是研究镍基合金磨削机理和提高被磨零件表面完整性的重要课题。

微量润滑技术是在确保润滑性能和冷却效果的前提下，使用最小限度的磨削液。镍基合金微量润滑磨削是在高压气体中混入微量的润滑剂，靠高压气流混合雾化后进入高温磨削区。高压气流起到冷却、排屑的作用，润滑油黏附在工件的加工表面，形成一层保护膜，起到微量润滑的作用。可是，研究表明：高压气流的冷却效果很有限，满足不了镍基合金高磨削区温度强化换热的需要，工件的加工质量和砂轮寿命明显降低。

由强化换热理论可知，固体的传热能力远大于液体和气体。常温下固体材料的导热系数要比液体、气体等流体材料大几个数量级甚至更高。可是，由于固体物质流动性差，既难于参与磨削过程，又很难带走热量，所以还没有得到重视。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型设计一种射流磨削装置，在磨削过程中不仅能够起到润滑作用，而且能够有效的降低摩擦高温。该装置与磨削装置联合使用，尤其适合精密器件的加工操作。

镍基合金磨削既有固体粒子参与磨削介质的强化换热，又使磨削介质中的固体粒子有良好的流动性能和稳定性能。在相同粒子体积含量下，纳米粒子的表面积和热容量远大于毫米或微米级的固体粒子，因此纳米流体的导热能力将大幅度增加。再加上纳米材料的小尺寸效应，其行为接近于流体分子，纳米粒子强烈的布朗运动有利于其保持稳定悬浮而不沉淀，具有优异的流动性能、稳定性能和成份均一性能。此外，纳米粒子优良的润滑特性又有助于提高磨削砂轮/工件界面的摩擦学特性，降低磨削力和磨削比能，使磨削区温度进一步降低。

一种射流磨削装置，包括合成射流腔体，其特征在于：所述腔体包含填料仓，所述填料仓位于壳体的开口位置，喷口位于壳体顶端，所述壳体底端设置震动膜，所述震动膜下侧设置压电片。

所述填料仓可填充石墨烯，碳纳米管粉末状固体，并且粉末能够填充到壳体内部。

本实用新型有益效果：由于石墨烯导热系数高，混合流体以射流形式喷入到高温磨削区时，碳纳米管纳米粒子会带走大量的磨削热，从而增强了磨削介质的冷却性能，弥补了微量润滑的冷却能力的不足。

附图说明

图1为本实用新型结构图。

具体实施方式

首先将射流磨削装置固定在工作位置，当切削开始时，如图1所示，震动膜5在压电片4的作用下产生振动，从而带动壳体1内空气振动，填料仓2存放石墨烯固体粉末，所述粉末与壳体1内空气混合，混合气体从喷口3喷出到工作区域。混合气体流量由压电片4控制。为满足不同环境的工作需要，射流磨削装置可选择不同的阵列组合。