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隨著高速切削和強(qiáng)力切削的發(fā)展,刀具承受著比過去高得多的壓力、摩擦力和溫度,雖然刀具材料的進(jìn)步極大地促進(jìn)了切削效率的提高,但切削區(qū)的冷卻始終是提高刀具壽命的一條重要措施。鑒于防止廢棄切削液對(duì)環(huán)境的污染,采用噴霧冷卻不失為一種較好的選擇。噴霧冷卻是利用霧滴氣化散熱的方法來實(shí)現(xiàn)冷卻的。氣化的方式分為兩種:泡狀氣化和層狀氣化。霧化冷卻切削區(qū)屬泡狀氣化,當(dāng)霧滴落于溫度較高的表面時(shí),形成氣化中心,氣泡的脫離帶動(dòng)霧滴液體劇烈翻動(dòng),使霧滴進(jìn)一步氣化,把熱量帶走,細(xì)小水滴產(chǎn)生相變成為蒸氣。澆注式冷卻使液體產(chǎn)生層狀氣化,氣化時(shí)蒸氣成層狀,氣化層把被加熱的表面和冷卻介質(zhì)分離,所以液體澆注冷卻僅是對(duì)流和熱傳導(dǎo)起主要作用。
噴霧冷卻裝置的氣流元件主要由引流和被引流兩大部分組成,根據(jù)引流部分所處位置的不同可分為噴射器和環(huán)形氣流放大器兩種。蒸氣噴射器是噴射器中最為典型的一種,主要由噴嘴、吸入室和擴(kuò)壓器三大部分組成。噴嘴的功能是產(chǎn)生高速的擾流,對(duì)吸入室的氣體產(chǎn)生擾動(dòng),帶動(dòng)吸入室的氣體一起流入擴(kuò)壓器中,從而產(chǎn)生氣流放大作用。環(huán)形氣流放大器的特點(diǎn)是高壓的氣體從縫隙很小的環(huán)形間隙流出,形成高速氣流,流入喉部,再從擴(kuò)張段流出,流動(dòng)過程中誘發(fā)大量周圍的自由空氣一同運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生較大的氣流輸出。環(huán)形氣流放大器由環(huán)形氣流室、擴(kuò)張室和引流室三部分組成,特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較精巧,通過調(diào)節(jié)環(huán)形氣流室內(nèi)的氣流參數(shù)就可調(diào)節(jié)總氣流量的大小。
