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超声波处理乳化液提高其冷却润滑性能的试验研究

作　者: 董召轻
导　师: 韩荣第
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 超声波处理乳化液冷却润滑作用用量切削力
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 23次
引　用: 1次
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内容摘要

用超声波处理乳化液提高其冷却润滑性能国内外至今很少有报导,但用超声波处理乳化液,可提高乳化液的冷却润滑性能,减少乳化液的用量,在一定程度上可达到节能减排的目的,故研究超声波处理乳化液具有重要的理论意义和实用价值。首先,在综述超声波乳化柴油的基础上,研制了乳化液的超声波处理系统,为超声波处理后的乳化液作切削液的切削试验提供了基础条件。然后,用YT15硬质合金刀具切削45钢,采用超声波处理的乳化液进行了与干切及未处理乳化液的对比试验,考查超声波处理后乳化液的作用效果;又对乳化液的处理时间、乳化液的流量、乳化液的浓度和水质进行了单因素试验,研究每个因素对主切削力、变形系数、切屑形貌及加工表面形貌的影响规律。再后,通过正交试验,优化了乳化液的处理时间、乳化液的流量、乳化液的浓度和水质4个参数,分析了它们对主切削力的影响次序,找到各因素的最佳水平取值。最后,利用毛细管模型和物理化学理论知识对经超声波处理后乳化液的冷却润滑作用机理进行了探讨。结果表明,在一定条件下采用超声波处理的乳化液与未处理乳化液相比,主切削力和变形系数减小了约10%;加工表面形貌转好,切屑呈螺卷状。经超声波处理的乳化液其分子粒径减小了并出现了小分子,更容易进入毛细管,渗透性得到了增强;超声处理的乳化液中还产生了强氧化剂—过氧化氢H2O2,非常易于与金属反应生成氧化膜;二者综合作用提高了乳化液的冷却润滑性能。超声波处理乳化液提高了冷却润滑性能,可减少乳化液的使用量,降低对环境的危害,达到节能减排的目的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题来源及研究的目的与意义  9-10
  1.2 国内外超声波处理乳化液的研究现状  10
  1.3 超声波及其在柴油乳化方面的应用  10-12
    1.3.1 超声波的基本作用  10-11
    1.3.2 超声波在乳化柴油方面的应用  11-12
  1.4 课题的主要研究内容  12-14
第2章乳化液的超声波处理系统设计  14-20
  2.1 引言  14
  2.2 乳化液的超声波处理系统设计  14-19
    2.2.1 超声波发生器和换能器设计  15-19
    2.2.2 系统中其它部分的选用  19
    2.2.3 系统的调试  19
  2.3 本章小结  19-20
第3章超声波处理的乳化液性能切削试验  20-42
  3.1 引言  20
  3.2 切削试验系统组成  20-22
    3.2.1 切削力的测量系统  20-21
    3.2.2 切屑形貌和变形的观测系统  21-22
    3.2.3 加工表面形貌的观测系统  22
  3.3 对比切削试验  22-29
    3.3.1 切削试验  22-23
    3.3.2 切削试验结果与分析  23-29
  3.4 单因素切削试验  29-37
    3.4.1 切削试验  29-30
    3.4.2 切削试验的结果与分析  30-37
  3.5 正交设计切削试验  37
  3.6 正交试验结果与分析  37-41
    3.6.1 直观分析  37-38
    3.6.2 方差分析  38-39
    3.6.3 回归分析  39-40
    3.6.4 结果分析  40-41
  3.7 本章小结  41-42
第4章超声波处理的乳化液作用机理探讨  42-49
  4.1 引言  42
  4.2 毛细管的冷却润滑模型  42-45
    4.2.1 长方体形毛细管模型  42
    4.2.2 乳化液的渗透过程  42-43
    4.2.3 乳化液渗入毛细管的长度  43-45
  4.3 超声波处理后乳化液的冷却润滑机理探讨  45-48
    4.3.1 超声波的作用机理  45-46
    4.3.2 毛细管现象  46-47
    4.3.3 超声波处理后乳化液性质的改变  47-48
  4.4 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-54
附录1 主切削力F_c的原始记录曲线  54-58
附录2 超声波处理后的乳化液颗粒度数据及分布图  58-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-62
致谢  62

超声波处理乳化液提高其冷却润滑性能的试验研究

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