制造業(yè)的綠色發(fā)展是國際大趨勢,減少機械加工特別是磨削加工使用大量磨削液,從根源杜絕環(huán)境和健康問題,發(fā)展清潔、高效、低碳磨削加工新工藝已成為綠色制造必由之路。納米流體微量潤滑磨削繼承了微量潤滑磨削的所有優(yōu)點,又解決了微量潤滑磨削的換熱問題,是一種節(jié)能環(huán)保、綠色低碳的磨削加工技術。然而,單一納米粒子無法兼具良好的潤滑性能和冷卻性能,而且納米流體微量潤滑無法實現(xiàn)對工件表面微觀形貌的主動控制。根據上述問題論文開展了Al₂O₃/SiC混合納米流體微量潤滑與多角度二維超聲振動耦合磨削的研究工作,將混合納米流體的濃度和不同的物理包覆現(xiàn)象對微量潤滑磨削中磨削力與表面形貌的影響規(guī)律以及射流參數(shù)優(yōu)化進行了研究,并通過matlab仿真得到不同角度的二維超聲振動橢圓軌跡的變化規(guī)律,分析了不同角度的橢圓軌跡對多角度二維超聲振動磨削表面形貌影響的作用機理,最后對多角度二維超聲振動輔助Al₂O₃/SiC混合納米流體微量潤滑磨削的表面創(chuàng)成機理進行了實驗研究。具體研究工作如下:（1）研究了Al₂O_3<... 

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 綠色磨削加工方式的發(fā)展
        1.2.1 納米流體微量潤滑磨削
        1.2.2 混合納米流體微量潤滑磨削
        1.2.3 超聲波振動輔助磨削
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納米流體微量潤滑國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 混合納米流體微量潤滑國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 超聲波振動輔助磨削國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源
    1.5 課題研究的主要內容
    1.6 課題研究的意義
第2章 Al_2O_3/SiC混合納米流體微量潤滑磨削加工機理
    2.1 引言
    2.2 混合納米流體微量潤滑機理
        2.2.1 Al_2O_3和SiC納米粒子的熱物理特性
        2.2.2 基油的微量潤滑機理
        2.2.3 混合納米粒子潤滑機理
    2.3 混合納米流體微量潤滑性能評定參數(shù)
        2.3.1 磨削力
        2.3.2 微觀摩擦系數(shù)
        2.3.3 比磨削能
        2.3.4 工件的去除參數(shù)
        2.3.5 工件的表面質量
    2.4 磨削加工表面均一性研究
        2.4.1 工件表面輪廓自相關分析
        2.4.2 工件表面輪廓互相關分析
        2.4.3 工件表面輪廓的功率譜密度分析
    2.5 本章小結
第3章 不同濃度的Al_2O_3/SiC混合納米粒流體對微量潤滑磨削性能的影響規(guī)律
    3.1 引言
    3.2 實驗設計
        3.2.1 實驗設備
        3.2.2 實驗材料
        3.2.3 實驗條件
        3.2.4 實驗方案
    3.3 實驗結果分析
        3.3.1 磨削力比
        3.3.2 比磨削能
        3.3.3 工件的表面粗糙度
    3.4 實驗結果討論
        3.4.1 純Al_2O_3納米流體與純SiC納米流體的潤滑機理
        3.4.2 Al_2O_3/SiC混合納米粒子的“物理協(xié)同作用”分析
        3.4.3 工件表面形貌和輪廓支撐長度率曲線
    3.5 本章小結
第4章 混合納米粒子的不同物理協(xié)同作用對微量潤滑磨削性能的影響及表面形貌微觀表征
    4.1 引言
    4.2 實驗設計
        4.2.1 實驗設備
        4.2.2 實驗材料
        4.2.3 實驗方案
    4.3 實驗結果
        4.3.1 比磨削力
        4.3.2 工件的切除參數(shù)
        4.3.3 工件表面粗糙度
    4.4 分析討論
        4.4.1 不同物理包覆效果的Al_2O_3/SiC混合納米流體的潤滑作用機理
        4.4.2 納米流體微量潤滑液滴與工件表面的接觸角對潤滑性能的影響
        4.4.3 磨屑的SEM分析
        4.4.4 不同粒徑比Al_2O_3/SiC混合納米流體MQL的互相關分析
        4.4.5 同一工件表面不同兩點處的輪廓曲線互相關分析
    4.5 本章小結
第5章 納米流體微量潤滑磨削射流參數(shù)優(yōu)化設計與微觀形貌的功率譜密度函數(shù)評價
    5.1 引言
    5.2 實驗設計
        5.2.1 實驗設備
        5.2.2 實驗材料
        5.2.3 實驗方案
    5.3 實驗結果
        5.3.1 信噪比分析
        5.3.2 方差分析
        5.3.3 優(yōu)化結果
    5.4 實驗驗證與討論
        5.4.1 表面輪廓的功率譜密度分析
        5.4.2 工件表面形貌及其能譜分析
        5.4.3 磨屑形貌及其能譜分析
    5.5 本章小結
第6章 多角度二維超聲振動輔助磨削系統(tǒng)運動學分析及其表面創(chuàng)成機理研究
    6.1 引言
    6.2 二維超聲振動輔助磨削系統(tǒng)運動學分析
        6.2.1 超聲振動輔助磨削系統(tǒng)的阻抗匹配
        6.2.2 超聲波振動輔助磨削磨粒與工件相對運動軌跡分析
        6.2.3 二維超聲振動輔助磨削單顆磨粒多次切削的機理分析
    6.3 多角度二維超聲振動輔助磨削表面創(chuàng)成機理
        6.3.1 多角度二維超聲振動磨粒與工件相對運動軌跡仿真分析
        6.3.2 多角度二維超聲振動磨粒與工件的相對位移
        6.3.3 不同角度橢圓軌跡的泵吸作用機理
        6.3.4 超聲振動激勵下潤滑液空化作用機理
        6.3.5 多角度二維超聲振動輔助磨削表面創(chuàng)成機理歸納
    6.4 本章小結
第7章 多角度二維超聲振動輔助混合納米流體微量潤滑磨削實驗研究
    7.1 引言
    7.2 多角度二維超聲振動磨削實驗平臺的設計與搭建
        7.2.1 多角度二維超聲振動磨削實驗平臺的設計
        7.2.2 多角度二維超聲振動磨削平臺的實物搭建
    7.3 實驗設計
        7.3.1 實驗設備
        7.3.2 表面創(chuàng)成機理驗證實驗設計與結果
        7.3.3 實驗材料
        7.3.4 超聲振動輔助混合納米流體微量潤滑磨削實驗方案
    7.4 實驗結果與討論
        7.4.1 工件表面粗糙度(Ra、RSm)分析
        7.4.2 工件表面形貌分析
        7.4.3 工件表面自相關分析
    7.5 本章小結
第8章 結論與展望
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]唇形密封軸表面橢圓形微織構的泵吸率分析[J]. 江華生.  嘉興學院學報. 2018(06)
[2]超聲振動輔助銑削加工鈦合金表面摩擦磨損性能研究[J]. 馬超,張建華,陶國燦.  表面技術. 2017(08)
[3]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)
[4]碳化硅陶瓷的超聲振動輔助磨削[J]. 劉立飛,張飛虎,劉民慧.  光學精密工程. 2015(08)
[5]功率超聲振動珩磨聲振系統(tǒng)的設計與研究[J]. 耿海珍,祝錫晶,高春強,高艷霞.  組合機床與自動化加工技術. 2015(05)
[6]Specific grinding energy and surface roughness of nanoparticle jet minimum quantity lubrication in grinding[J]. Zhang Dongkun,Li Changhe,Jia Dongzhou,Zhang Yanbin,Zhang Xiaowei.  Chinese Journal of Aeronautics. 2015(02)
[7]唇形密封軸表面方向性微孔的潤滑特性[J]. 江華生,孟祥鎧,沈明學,彭旭東.  化工學報. 2015(02)
[8]超聲振動珩磨作用下空化泡動力學及影響參數(shù)[J]. 郭策,祝錫晶,劉國東,王建青,成全.  應用聲學. 2015(01)
[9]α-Al2O3介孔材料導熱特性的模擬[J]. 袁思偉,馮妍卉,王鑫,張欣欣.  物理學報. 2014(01)
[10]三種粒徑的納米銅粒子在潤滑油中的摩擦學性能[J]. 顧彩香,朱冠軍,田曉禹,史劍鋒,馮艷艷.  機械設計與制造. 2011(10)

博士論文
[1]超聲振動珩磨作用下磨削液多空化泡動力學及其非線性振動[D]. 郭策.中北大學 2016
[2]納米復相陶瓷二維超聲振動輔助磨削機理及其表面質量研究[D]. 閆艷燕.上海交通大學 2008
[3]超聲振動—磨削—脈沖放電復合加工技術及其智能控制的研究[D]. 胡玉景.山東大學 2006

碩士論文
[1]三維螺線超聲振動磨削硬脆材料的熱力耦合作用機理SPH仿真研究[D]. 田夢.北京理工大學 2015
[2]納米粒子射流微量潤滑磨削流場特性對潤滑的作用機理及實驗研究[D]. 賈東洲.青島理工大學 2014
[3]基于FPGA的焊線機超聲波發(fā)生器的研究與設計[D]. 柯昌鏘.廣東工業(yè)大學 2014
[4]納米Al2O3在海水中的沉降及其對磷和腐殖酸的吸附研究[D]. 厲月含.廈門大學 2014
[5]納米粒子射流微量潤滑磨削表面形貌創(chuàng)成機理與實驗研究[D]. 王勝.青島理工大學 2013
[6]納米粒子射流微量潤滑磨削熱建模仿真與實驗研究[D]. 李晶堯.青島理工大學 2012
[7]不銹鋼超聲波振動車削裝置設計及仿真分析[D]. 宋軍.湖南大學 2012
[8]納米顆粒射流微量潤滑強化換熱機理及磨削表面完整性評價[D]. 劉占瑞.青島理工大學 2010
[9]二維超聲振動高精密車削技術研究[D]. 趙雯.華東交通大學 2011
[10]不同形貌納米金屬銅、鎳的制備、分散及摩擦性能研究[D]. 嚴沖.江蘇大學 2010



本文編號：3713474