由于磨削加工过程中,砂轮的高速旋转,在砂轮周围会形成气流场,由气流场产生的“气障”会阻碍磨削液的有效注入,从而影响磨削加工过程中的冷却效果,工件不能有效的降温。因此,普通的冷却方式很难满足磨削加工过程中的冷却需求。实现对磨削区的有效冷却关键是要施加给磨削液足够的推动力,使其能克服气流层的阻力,从而顺利达到磨削区。基于聚焦超声的声动力效应,以及汽雾介质具有的强换热能力,课题组采用聚焦超声汽雾冷却的方式对磨削区进行冷却,探究聚焦超声汽雾冷却对磨削温度的影响规律。运用热学领域的强化换热思想,探究聚焦超声汽雾冷却的换热能力,通过改变对发热板的加热电压,得到一系列对应的平衡温度,计算出聚焦超声雾化冷却状态下的热流密度以及换热系数。发现其换热系数强于普通的水射流,聚焦装置可以有效增强超声汽雾的换热能力。并且温度越高,越能体现聚焦超声汽雾冷却的优势。进行聚焦超声汽雾冷却实验,首先要研究的工艺参数就是喷嘴的位置,不同的喷嘴位置,汽雾进入磨削区的量和方式会不同,造成不同的换热效果。通过改变喷嘴与砂轮中心的水平距离,喷嘴与工件上表面的夹角以及喷嘴与工件上表面的垂直距离,探究不同位置时的磨削温度变化规律,由实验结果可以看出:喷嘴离砂轮的水平距离越近,换热效果越好,与工件表面有一定的夹角时比水平情况下换热效果好。因为喷嘴离砂轮越近,汽雾突破砂轮周围气流场的能力就越强,进入磨削区的冷却液就更多。选出合适的喷嘴位置,进行聚焦超声汽雾冷却条件下的换热实验。雾化冷却之前,作为对比,先进行干磨时的磨削实验,聚焦超声汽雾冷却时,改变雾化量,探究不同雾化量时的磨削温度变化规律,同样的雾化量情况下不加聚焦装置,与有聚焦装置的情况下对比。总结实验数据,分析得出,磨削深度对磨削温度的影响最明显,超声雾化冷却可大幅度降低磨削区的温度,增大雾化量,聚焦超声汽雾的换热能力增强;同等雾化量时有聚焦装置的情况下换热能力明显增强。