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微量油膜附水滴冷却润滑机理应用试验研究

作　者: 郭以伟
导　师: 王爱玲
学　校: 中北大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 微量油膜附水滴绿色切削液车削试验表面质量试验研究
分类号: TG501.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 88次
引　用: 2次
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内容摘要

在机械加工中,为了降低切削温度,延长刀具使用寿命,提高生产效率和表面质量,一般均要使用切削液。然而切削液的使用也带来了负面影响,如对环境的污染、工人健康的危害以及加工成本的增加。目前切削加工中切削液对环境资源的破坏,越来越引起人们的重视,政府为此制定了相关的政策,使得越来越多的制造企业减少或不使用切削液。因此,越来越多的新式的无危害的绿色切削技术成为21世纪机械制造领域的焦点,成为了各国研究的重点。微量油膜附水滴切削冷却润滑液属于一种新型绿色切削加工技术,该切削液具有廉价、无污染、无危害及勿回收等优点,因此对微量油膜附水滴切削加工技术进行深入研究,具有重要的理论意义和使用意义。在综述国内外绿色切削技术发展状况的基础上,对微量油膜附水滴绿色冷却润滑技术研究现状及课题来源和研究意义进行了说明。本文阐述了微量油膜附水滴切削液的形成原理及方法,并对其形成效果进行了实验分析。本文利用实验室开发的微量油膜附水滴喷雾装置,进行了车削加工的冷却润滑,从不同角度分析了微量油膜附水滴切削液的冷却润滑性能和在改善加工表面质量方面的特征。通过从不同喷射角度和不同喷射压力条件下进行试验研究对比,并选择对45碳素结构钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢作为试验材料进行了车削试验研究,试验结果表明:使用微量油膜附水滴切削液比在干切削、乳化液切削条件下,三方向的切削力均要小,而且采用对刀具后刀面进行喷射时,这种效果更明显;切削液的冷却作用,有效地带走了切削热,降低了切削温度,能提高刀具的耐用度,在对刀具的耐用度的研究中,对45碳素结构刚切削时,后刀面喷射时的刀具寿命分别是干切削、乳化液切削时的1.57倍、1.46倍。对1Cr18Ni9Ti不锈钢切削时,后刀面喷射时的刀具寿命分别是干切削、乳化液切削时的1.54倍、1.14倍;在对加工表面质量的研究中,微量油膜附水滴同样能够起到降低表面粗糙度的效果,使工件表面质量得到提高。在改变喷射压力的条件下进行车削试验研究,研究发现:在压缩空气、水和可降解油剂喷射压力条件为2.0MPa、0.8 MPa、0.5 MPa时,在降低切削力、延长刀具寿命和工件表面质量方面产生的冷却润滑效果较好,而较小的压力作用下,效果相对较差。采用微量油膜附水滴切削技术可降低切削力、减小刀具的磨损、提高工件表面加工质量,作为新型的、清洁的、有效的切削方式有很大的发展前途,是一种行之有效的绿色切削制造技术。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-22
  1.1 问题的提出  11-12
  1.2 新型切削加工方式的发展和应用  12-18
    1.2.1 干式切削加工技术  13
    1.2.2 最小量润滑技术（Minimal Quantity Lubrication，MQL）  13-15
    1.2.3 液氮冷却润滑技术  15-16
    1.2.4 冷风冷却润滑技术  16-17
    1.2.5 水蒸气冷却技术  17
    1.2.6 气体射流冷却润滑技术  17-18
  1.3 微量油膜附水滴切削技术研究现状  18-19
  1.4 本文研究的目的及特点  19-22
    1.4.1 课题的来源  19
    1.4.2 研究意义  19-20
    1.4.3 研究的目标和内容  20-22
2 OoW切削液的冷却润滑研究  22-31
  2.1 切削液的功能  22-25
    2.1.1 冷却作用  22-23
    2.1.2 润滑作用  23-24
    2.1.3 冲洗作用  24
    2.1.4 防锈作用  24-25
  2.2 切削液的浇注方法  25-26
  2.3 OoW切削液的形成与特点  26-27
  2.4 OoW切削液形成原理  27-28
  2.5 OoW切削液形成效果  28-31
3 OoW切削液对切削力的影响  31-42
  3.1 切削力影响因素  31-33
  3.2 切削试验系统的组成及试验方法  33-37
    3.2.1 试验系统  33-35
    3.2.2 试验方案  35-36
    3.2.3 试验条件  36-37
  3.3 切削力试验结果与分析  37-41
    3.3.1 车削45 钢时试验结果  37-39
    3.3.2 车削1Cr18Ni9Ti不锈钢时试验结果与分析  39-41
  3.4 结论  41-42
4 OoW切削液对刀具磨损的影响  42-53
  4.1 刀具磨损的形态  42-44
  4.2 磨损的原因及磨损检测  44-46
    4.2.1 磨损的原因  44-45
    4.2.2 磨钝标准  45
    4.2.3 磨损检测  45-46
  4.3 试验研究  46-48
    4.3.1 试验条件  46-47
    4.3.2 试验方案  47-48
  4.4 试验结果分析  48-52
    4.4.1 YT15 车削45 碳素结构钢刀具磨损影响分析  48-50
    4.4.2 YG8 车削1Cr18Ni9Ti不锈钢刀具磨损影响分析  50-52
  4.5 结论  52-53
5 OoW切削液对工件表面粗糙度的影响  53-64
  5.1 表面粗糙度产生原因及减小措施  53-54
    5.1.1 表面粗糙度产生原因  53
    5.1.2 表面粗糙度减小措施  53-54
  5.2 试验研究  54-56
    5.2.1 试验检测方法  54
    5.2.2 试验方案  54-55
    5.2.3 试验装置及条件  55-56
  5.3 试验结果与分析  56-63
    5.3.1 45 碳素结构钢表面粗糙度对比  56-59
    5.3.2 1Cr18Ni9Ti不锈钢表面粗糙度对比  59-63
  5.4 结论  63-64
6 结论及后续工作  64-67
  6.1 主要结论  64-65
  6.2 对后续工作的建议  65-67
参考文献  67-73
攻读硕士期间发表的论文  73-74
致谢  74

微量油膜附水滴冷却润滑机理应用试验研究

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