數字化微量潤滑裝置設計及銑削應用
發(fā)布時間:2021-11-15 07:35
綠色制造旨在保障產品質量的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率,是《中國制造2025》規(guī)劃中重點發(fā)展的五項重大工程之一。我國是世界機床保有量第一大國,機床加工時需要消耗大量的潤滑油,對環(huán)境造成嚴重的負擔,影響國民經濟可持續(xù)發(fā)展。因此,對機床冷卻潤滑方式的改進需求迫切。微量潤滑只需要極少量潤滑油就可以滿足機床對冷卻潤滑的需要,是一種綠色、高效和環(huán)保的加工方式。但是國內微量潤滑裝置智能化程度低,無法實現微量潤滑系統參數與工藝參數的匹配,制約了國內微量潤滑技術的發(fā)展。鑒于此,論文定義了微量潤滑系統參數,設計一套數字化微量潤滑裝置實現對系統參數的自動控制,并利用該裝置開展了微量潤滑條件下的銑削應用。首先,針對國內的微量潤滑裝置智能化程度低的現狀,通過對微量潤滑流體的對流換熱速率的計算,定義微量潤滑系統參數,設計并開發(fā)數字化微量潤滑裝置,為微量潤滑參數冷卻實驗研究和銑削應用打下基礎。然后,運用數字化微量潤滑裝置,選取具有代表性的微量潤滑參數進行冷卻實驗設計和正交實驗設計,驗證了數字化微量潤滑裝置的性能。通過冷卻性能實驗得到了微量潤滑參數的主次順序和最佳的參數組合。最后,開展數字化微量潤滑裝置銑削技...
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
微量潤滑示意圖
1緒論3液體的速度差造成的,當氣體和液體進入大氣時,混合流體的壓強下降同時流體與大氣存在的速度差,潤滑油液滴會發(fā)生二次霧化。后混合式微量潤滑的特點是冷卻潤滑液和高壓氣體在噴嘴內混合,氣液混合的位置離噴嘴口非常近,使得潤滑油液滴兩邊的氣壓差非常大,并且氣體的流速比管道內更快,在壓力差和速度差的共同作用下,使得微量潤滑液的第一次霧化效果比前混合更好,當混合流體進入空氣中,由于流速差潤滑油液滴會發(fā)生第二次霧化。微量潤滑采用植物基潤滑油,對環(huán)境危害小[4]。微量潤滑采用的微量潤滑潤滑油少,在高壓氣體的細化作用下能在刀具表面形成潤滑油膜,降低切削力防止刀具表面粘接,延長刀具壽命[5-7]。但是微量潤滑使用在難加工材料上使用時,對潤滑油膜的要求特別高。由于使用的潤滑油劑量小,如果不能將少量的潤滑油送入切削區(qū)有效位置,導致刀具表面缺少潤滑油膜,切削區(qū)容易出現溫度過高的情況,嚴重影響刀具壽命和工件表面質量。微量潤滑增效技術可以解決切削區(qū)冷卻潤滑不足的溫度,微量潤滑常用的增效技術如圖1.2所示,可以通過納米流體、二氧化碳、低溫冷風和低溫氮氣等方式實現微量潤滑增效技術。圖1.2微量潤滑常用增效技術Fig.1.2commonsynergistictechniquesforMQL微量潤滑技術需要將潤滑油液滴輸送進入切削區(qū),滲透入刀具表面才能達到最佳的冷卻潤滑效果,但是在加工某些特殊結構如槽結構時,微量潤滑很難從外部噴嘴到達切削區(qū)。內部微量潤滑技術,指用高壓氣體與極微量的潤滑劑混合汽化,形成微米級的液滴,通過主軸和刀具內部的通道直接將混合流體送至切削區(qū)
外部微量潤滑與內部微量潤滑Fig.1.3externalMQLandinternalMQL
【參考文獻】:
期刊論文
[1]綠色切削微量潤滑增效技術研究進展[J]. 袁松梅,韓文亮,朱光遠,侯學博,王莉. 機械工程學報. 2019(05)
[2]MoS2/CNTs混合納米流體微量潤滑磨削加工表面質量試驗評價[J]. 張彥彬,李長河,賈東洲,李本凱,王要剛,楊敏,侯亞麗,張乃慶,吳啟東. 機械工程學報. 2018(01)
[3]綠色切削微量潤滑技術潤滑劑特性研究進展[J]. 袁松梅,朱光遠,王莉. 機械工程學報. 2017(17)
[4]高速干切滾齒工藝系統切削熱全過程傳遞模型[J]. 楊瀟,曹華軍,陳永鵬,張成龍,周力. 機械工程學報. 2015(19)
[5]低溫微量潤滑切削304不銹鋼的實驗研究[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 潤滑與密封. 2015(06)
[6]低溫冷風MQL技術中微量潤滑機理研究[J]. 黃偉. 科技視界. 2015(16)
[7]微量潤滑系統參數對切削環(huán)境空氣質量的影響[J]. 趙威,何寧,李亮,楊吟飛,史琦. 機械工程學報. 2014(13)
[8]低溫微量潤滑技術在內冷刀具應用研究[J]. 李偉興. 裝備制造技術. 2014(05)
[9]微量潤滑平面磨削接觸區(qū)換熱機理的研究[J]. 毛聰,鄒洪富,黃勇,周志雄. 中國機械工程. 2014(06)
[10]基于微量潤滑的兩級霧化仿真與試驗研究[J]. 湯羽昌,何寧,趙威,李亮,楊吟飛. 工具技術. 2013(01)
博士論文
[1]CMQL切削機理及加工表面殘余應力調控研究[D]. 賀愛東.華南理工大學 2018
[2]微量潤滑切削表面殘余應力預測建模[D]. 季霞.上海交通大學 2014
[3]油膜附水滴切削液霧化機理理論分析及其實驗研究[D]. 劉永姜.中北大學 2010
[4]MQL切削機理及其應用基礎研究[D]. 張春燕.江蘇大學 2008
[5]水蒸汽作綠色冷卻潤滑劑的作用機理及切削試驗研究[D]. 劉俊巖.哈爾濱工業(yè)大學 2005
碩士論文
[1]基于微量潤滑磨削的噴嘴霧化仿真與實驗研究[D]. 周鑫.長沙理工大學 2015
[2]低溫冷風微量潤滑技術在鈦合金車削加工中的應用研究[D]. 李吉林.西安石油大學 2014
[3]微量潤滑車削加工過程與表面完整性實驗研究[D]. 康征.上海交通大學 2011
[4]低溫微量潤滑切削環(huán)境空氣質量研究[D]. 田佳.南京航空航天大學 2009
[5]納米金屬粉的制備及其潤滑性能研究[D]. 喬文鳳.南京工業(yè)大學 2006
[6]片狀納米石墨和無機類富勒烯二硫化鉬作為潤滑油添加劑的摩擦學性能[D]. 黃海棟.浙江大學 2006
[7]基于低溫氮氣和微量潤滑技術的鈦合金高速銑削技術研究[D]. 李新龍.南京航空航天大學 2004
本文編號:3496334
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
微量潤滑示意圖
1緒論3液體的速度差造成的,當氣體和液體進入大氣時,混合流體的壓強下降同時流體與大氣存在的速度差,潤滑油液滴會發(fā)生二次霧化。后混合式微量潤滑的特點是冷卻潤滑液和高壓氣體在噴嘴內混合,氣液混合的位置離噴嘴口非常近,使得潤滑油液滴兩邊的氣壓差非常大,并且氣體的流速比管道內更快,在壓力差和速度差的共同作用下,使得微量潤滑液的第一次霧化效果比前混合更好,當混合流體進入空氣中,由于流速差潤滑油液滴會發(fā)生第二次霧化。微量潤滑采用植物基潤滑油,對環(huán)境危害小[4]。微量潤滑采用的微量潤滑潤滑油少,在高壓氣體的細化作用下能在刀具表面形成潤滑油膜,降低切削力防止刀具表面粘接,延長刀具壽命[5-7]。但是微量潤滑使用在難加工材料上使用時,對潤滑油膜的要求特別高。由于使用的潤滑油劑量小,如果不能將少量的潤滑油送入切削區(qū)有效位置,導致刀具表面缺少潤滑油膜,切削區(qū)容易出現溫度過高的情況,嚴重影響刀具壽命和工件表面質量。微量潤滑增效技術可以解決切削區(qū)冷卻潤滑不足的溫度,微量潤滑常用的增效技術如圖1.2所示,可以通過納米流體、二氧化碳、低溫冷風和低溫氮氣等方式實現微量潤滑增效技術。圖1.2微量潤滑常用增效技術Fig.1.2commonsynergistictechniquesforMQL微量潤滑技術需要將潤滑油液滴輸送進入切削區(qū),滲透入刀具表面才能達到最佳的冷卻潤滑效果,但是在加工某些特殊結構如槽結構時,微量潤滑很難從外部噴嘴到達切削區(qū)。內部微量潤滑技術,指用高壓氣體與極微量的潤滑劑混合汽化,形成微米級的液滴,通過主軸和刀具內部的通道直接將混合流體送至切削區(qū)
外部微量潤滑與內部微量潤滑Fig.1.3externalMQLandinternalMQL
【參考文獻】:
期刊論文
[1]綠色切削微量潤滑增效技術研究進展[J]. 袁松梅,韓文亮,朱光遠,侯學博,王莉. 機械工程學報. 2019(05)
[2]MoS2/CNTs混合納米流體微量潤滑磨削加工表面質量試驗評價[J]. 張彥彬,李長河,賈東洲,李本凱,王要剛,楊敏,侯亞麗,張乃慶,吳啟東. 機械工程學報. 2018(01)
[3]綠色切削微量潤滑技術潤滑劑特性研究進展[J]. 袁松梅,朱光遠,王莉. 機械工程學報. 2017(17)
[4]高速干切滾齒工藝系統切削熱全過程傳遞模型[J]. 楊瀟,曹華軍,陳永鵬,張成龍,周力. 機械工程學報. 2015(19)
[5]低溫微量潤滑切削304不銹鋼的實驗研究[J]. 賀愛東,葉邦彥,王子媛. 潤滑與密封. 2015(06)
[6]低溫冷風MQL技術中微量潤滑機理研究[J]. 黃偉. 科技視界. 2015(16)
[7]微量潤滑系統參數對切削環(huán)境空氣質量的影響[J]. 趙威,何寧,李亮,楊吟飛,史琦. 機械工程學報. 2014(13)
[8]低溫微量潤滑技術在內冷刀具應用研究[J]. 李偉興. 裝備制造技術. 2014(05)
[9]微量潤滑平面磨削接觸區(qū)換熱機理的研究[J]. 毛聰,鄒洪富,黃勇,周志雄. 中國機械工程. 2014(06)
[10]基于微量潤滑的兩級霧化仿真與試驗研究[J]. 湯羽昌,何寧,趙威,李亮,楊吟飛. 工具技術. 2013(01)
博士論文
[1]CMQL切削機理及加工表面殘余應力調控研究[D]. 賀愛東.華南理工大學 2018
[2]微量潤滑切削表面殘余應力預測建模[D]. 季霞.上海交通大學 2014
[3]油膜附水滴切削液霧化機理理論分析及其實驗研究[D]. 劉永姜.中北大學 2010
[4]MQL切削機理及其應用基礎研究[D]. 張春燕.江蘇大學 2008
[5]水蒸汽作綠色冷卻潤滑劑的作用機理及切削試驗研究[D]. 劉俊巖.哈爾濱工業(yè)大學 2005
碩士論文
[1]基于微量潤滑磨削的噴嘴霧化仿真與實驗研究[D]. 周鑫.長沙理工大學 2015
[2]低溫冷風微量潤滑技術在鈦合金車削加工中的應用研究[D]. 李吉林.西安石油大學 2014
[3]微量潤滑車削加工過程與表面完整性實驗研究[D]. 康征.上海交通大學 2011
[4]低溫微量潤滑切削環(huán)境空氣質量研究[D]. 田佳.南京航空航天大學 2009
[5]納米金屬粉的制備及其潤滑性能研究[D]. 喬文鳳.南京工業(yè)大學 2006
[6]片狀納米石墨和無機類富勒烯二硫化鉬作為潤滑油添加劑的摩擦學性能[D]. 黃海棟.浙江大學 2006
[7]基于低溫氮氣和微量潤滑技術的鈦合金高速銑削技術研究[D]. 李新龍.南京航空航天大學 2004
本文編號:3496334
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