集群智能在建筑设计上的运用

磨削加工是金属切削加工中比较常用的一种加工方法，这种加工方法的刀具是砂轮。磨削加工表面精度高，尺寸精度公差等级能达到IT5～IT6，表面光洁度高。磨削的另一特点是不仅可以磨各种碳钢、铸铁、有色金属，还能磨硬度很高的淬火钢、各种切削刀具和硬质合金等〔1〕。在磨削加工过程中，砂轮和工件材料之间既发生磨削又发生刻划和划擦，因而产生大量的磨削热，与刨削、铣削等切削方式不同，刨削、铣刀切削方式大约有70%～80%的热量聚集在切屑上流走，传入工件材料的约占10%～20%，传入刀具的则不到5%，但磨削由于被磨削的金属材料较薄，大约60%～90%的热量被传入工件，仅有不到10%的热量被磨屑带走，因而在工件上产生了大量的磨削热，磨削区温度可达400～1000℃左右〔2〕，在这样的高温下，工件材料会发生变形和烧伤，砂轮也会严重磨损，磨削质量下降。为了将大量的磨削热带走，降低磨削区的温度，减少砂轮磨损，延长砂轮的寿命、提高加工表面质量，必须选择使用合适的磨削液。

凡是磨削加工大都要加工精度和粗糙度比较高的工件，所以要使用磨削液，因此要求它具备以下几种功能：

（1）冷却功能磨削液比其他加工液应具备更佳的冷却功能。其加工时能带走磨削区大量的热量，降低了磨削温度，提高了砂轮的耐用度，提高了生产效率。

（2）润滑功能在磨削中，砂轮在加工中要承受很大的工作压力。磨削液能渗透到砂轮与工件表面之间磨屑与砂轮之间的微小间隙中，形成很薄的吸附膜，减小了磨擦因数，延长砂轮寿命并提高加工件表面光洁度。

（3）清洗功能在磨削中产生的磨屑和砂轮上脱落的砂粒如果不能迅速被冲洗带走，就可能附在工件和砂轮上。影响工件精度和表面光洁度。所以要求磨削液要有很好的清洗性能。

（4）防锈功能如果磨削液不能提供良好的防锈功能，就可能会造成工件加工过程产生锈蚀，从而使产品报废。因此磨削中要选择具有一定防锈性能的磨削液。

通过查看使用几种磨削液与干磨削比较的润滑效果〔3〕，有使用磨削液的加工润滑效果好，在高速运转加工过程中，砂轮表面与工件表面发生剧烈摩擦。磨削加工压力很高，最高温度可达1000℃以上。这时使用磨削液如果不能发挥其良好的润滑功能，就会造成砂轮严重的磨损，降低了加工精度和表面光洁度。另外，磨削液能否完全地渗透到磨削区直接影响冷却润滑效果。磨削加工时不管是内外圆磨削，还是平面磨削，如果将磨削液的喷嘴位置放错导致磨削液浇注方向不对，这时磨削液由于砂轮高速旋转产生巨大的气流阻碍了无法进入磨削区，所以在磨削加工过程时不能及时得到冷却，这时磨削液对磨削区的工件磨削热不起任何冷却作用，只能对工件整体温度的降低起作用。还有磨削液使用存在磨削加工成本增加、环保问题和影响操作加工者的健康等几个负面问题。

在磨削加工时，采用适当的磨削液，对改善表面光洁度的效果，往往比减小磨削厚度的效果大〔4〕。为了能切实保证磨削液的最佳功能，使其四大功能真正落实到实处，发挥它的作用，我觉必须加强以下几点工作：

（1）保证磨削液不腐败、劣化

1）磨削液腐败、劣化的原因

磨削液腐败劣化是微生物在一定条件下迅速繁殖，使磨削液发生生物化学变化的结果。引起腐败的微生物有真菌、细菌和酵母菌等。这些菌类可以广泛在大气、土壤、江河、自然物体等地。在劣化腐败的磨削液中经常有以下几种代表性细菌：

a、铜绿色极毛杆菌：磨削液腐败的主要菌属之一。

b、硫酸还原菌：是磨削液发臭的另一主要菌属，在无氧条件下繁殖，存在铁锈瘤。水垢下，它能还原硫酸根，生成硫化氢，放出臭味；硫化氢腐蚀铁。

c、酵母菌：菌体内会产生强酵素，使磨削液发粘，腐败。

2）微生物快速繁殖的条件

a、营养源充分：磨削液为微生物的繁殖提供了充分的有机物（碳水化合物、脂肪酸、脂肪醇……）、矿物质和微量元素、含氮化合物（有机按硝酸盐等），以及含硫、磷等。

b、氧气：嗜氧菌会产生轻臭味，厌氧菌会产生恶臭味，兼性厌氧菌会产生轻臭味。

c、温度：细菌在30～37度容易繁殖，霉菌在20～30度容易繁殖。

d、pH值：细菌在pH7.0～8.5容易繁殖，霉菌在pH4.5～7.0容易繁殖，pH>9细菌、霉菌繁殖概率最小。

3）磨削液腐败劣化后的现象

a、轻度腐臭。

b、液色灰褐或桃红（铁离子析出），但要与磨削物过多区别开。

c、pH突变，一般是自pH<8以后快速下降，部分合成液pH值上升。

d、粘度增大，乃至析出胶状物。

e、乳化液破乳分层。

f、出现生锈、切削功能下降的后果。

（2）保证磨削液的良好管理

1）原液管理应避免酷冷暴晒和长期存放，冬季5摄氏度以上存放，夏季防止阳光直射，最好三个月以内使用。否则乳化油低温破乳，不可恢复。

2）工作液配制浓度管理工作液的浓度是充分发挥磨削液功能的基础，浓度过低，会影响磨削功能。浓度过高，也会影响功能的正常发挥，如果从防腐角度看，还是浓度适当增加一些为好。大量事实表明，磨削液浓度2～4%时，微生物繁殖最快。5～10%较好。在浓度管理中，如果有条件，实行系统供液或集中配制或专人配制都是好办法。最低要求就是不能只补充水，不加或少加原液，以及不计量配制。

通过到福建东南不锈钢公司实践，我们切实地看到了磨削液在外圆磨床上的应用。例举其中一个改造项目如下：磨削液腐败发臭的改进

（1）更换新液时，对液箱、管道、机床进行彻底清洗。如果不清洗或清洗不彻底，尤其是换液前存在已腐败的磨削液，换液后几天之内就会腐败。换液前清洁全过程：

1.排放废液。

2.清除磨削液箱壁，床面上的磨屑、污泥、铁锈、水垢，然后用水清洗箱体。

3.用系统清洗剂清洗箱壁床面，除去油污，并循环清洗管道3小时并排净清洗液。

4.用低浓度磨削液加杀菌剂，循环大于1小时并擦拭箱壁床面，进行杀菌。

5.配制加入新液。选用清洁的水源（自来水），必要时对配液用水进行杀菌处理。磨削液的浓度配制为5～10%，量具采用糖量仪。

（2）在用磨削液的管理

1.保持清洁：防止异物进入，不用磨削液洗手和棉纱等。

2.及时清除磨屑。

3.每日开机循环磨削液1小时：最好上午0.5小时，下午0.5小时。

4.经常检测切削液的pH值，当pH值低于9时，及时补充新液和自来水

5.磨削液消耗后，及时补充新液和水。

6.根据工作时间长短和季节变化，制订更换周期。不要等腐败后再换，磨削液腐败后对磨床、工件材料、周围环境、操作者都有影响，还可能影响新液的寿命和使用功能。

7.当pH值低于8对，要根据现场情况分别加入原液、杀菌剂、pH值调整剂。

通过更换新液和在用新液的严格管理，磨削液没有再出现发臭现象。

综上所述，合理使用磨削液可以提高刀具使用寿命及表面加工光洁度，保证使用后对废液进行处理，满足环保的要求，且其成分对人体健康应无危害。现在，磨削加工冷却润滑方法的重点发展方向是开发无污染的磨削液。在海西经济不断建设发展过程中，环保磨削液必将在磨床加工中得到更快的发展和更广泛的应用。

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