本文關(guān)鍵詞：微量油膜附水滴切削液霧化仿真及試驗(yàn)研究

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【摘要】：在機(jī)械切削加工中，采用傳統(tǒng)澆注式切削液可以起到一定的冷卻效果，但潤(rùn)滑效果不明顯，由于切削區(qū)存在高溫、高壓導(dǎo)致切削液滲透效率不高，尤其在高速加工中。因此，傳統(tǒng)的冷卻潤(rùn)滑方式不僅浪費(fèi)大量的切削液，而且排放的加工廢液造成了環(huán)境問(wèn)題，甚至切削液中硫磺、磷、氯等元素添加劑可能會(huì)對(duì)人體造成損害。從保護(hù)環(huán)境和降低生產(chǎn)成本的角度出發(fā)，迫切需要開(kāi)發(fā)一種改善生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的新型綠色加工技術(shù)。微量油膜附水滴冷卻潤(rùn)滑技術(shù)作為一種新型綠色加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。微量油膜附水滴冷卻潤(rùn)滑技術(shù)是將微量植物油和水經(jīng)特殊噴嘴在壓縮空氣的作用下霧狀化，并在水滴表面上形成一層薄油膜，即微量油膜附水滴，以高速?lài)娚溥M(jìn)入切削區(qū)進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑。本文對(duì)噴嘴在不同工況下進(jìn)行了霧化仿真及切削性能試驗(yàn)研究。本文的主要研究工作如下： （1）在不同工況下對(duì)噴嘴進(jìn)行霧化仿真，分析霧化結(jié)果并確定最優(yōu)霧化工況為空氣壓強(qiáng)0.4MPa、水流量1L/h、潤(rùn)滑油流量60mL/h，然后在此工況下對(duì)噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)特性和噴嘴出口下游流場(chǎng)霧化顆粒特性進(jìn)行分析。 1）噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)所形成的渦流場(chǎng)有利于空氣、水和潤(rùn)滑油的充分混合。 2）噴嘴出口下游流場(chǎng)霧化顆粒在霧炬的中心處速度較大，而在霧炬的邊緣速度較�。混F化顆粒速度隨軸向距離的增大而減��；在不同橫截面，霧化顆粒速度隨著半徑的增大而減小。 3）霧炬中央的顆粒較小，邊緣的顆粒較大；顆粒粒度隨著沿軸線(xiàn)方向距離的增大而增大。 4）在不同橫截面，，隨著徑向距離的增大，霧化顆粒的湍動(dòng)能先增大后減��；隨著軸向距離的增大，湍動(dòng)能逐漸地減小，在中軸線(xiàn)處湍動(dòng)能的變化幅度在逐漸減弱。 （2）為了研究微量油膜附水滴的冷卻潤(rùn)滑效果，本文對(duì)微量油膜附水滴切削液、干切削和乳化液進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，并在最優(yōu)霧化工況下對(duì)微量油膜附水滴的切削性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，微量油膜附水滴能夠顯著改善切削性能。與干切削和乳化液相比，采用微量油膜附水滴能夠降低切削力和加工表面的粗糙度值，延長(zhǎng)刀具的壽命。
【關(guān)鍵詞】：綠色加工技術(shù) 油膜附水滴 霧化仿真 試驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG501.5;TG506
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題來(lái)源10
• 1.2 本文研究的背景及意義10-12
• 1.3 綠色加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用12-14
• 1.3.1 干切削技術(shù)12-13
• 1.3.2 液氮冷卻切削13-14
• 1.3.3 微量潤(rùn)滑技術(shù)14
• 1.4 油微量膜附水滴國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 流體霧化機(jī)理16-17
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 噴嘴霧化模型及霧化仿真18-32
• 2.1 Fluent 軟件簡(jiǎn)介18
• 2.2 流場(chǎng)模型18-20
• 2.2.1 噴嘴結(jié)構(gòu)幾何模型18-19
• 2.2.2 噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)幾何模型及有限元模型19-20
• 2.2.3 噴嘴出口下游流場(chǎng)幾何模型及有限元模型20
• 2.3 噴嘴霧化仿真20-30
• 2.3.1 霧化粒度21
• 2.3.2 霧化仿真正交設(shè)計(jì)21-24
• 2.3.3 不同工況下噴嘴霧化仿真24-29
• 2.3.4 霧化顆粒直徑分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第三章 最優(yōu)工況下噴嘴霧化仿真32-49
• 3.1 噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬32-35
• 3.1.1 計(jì)算求解32-33
• 3.1.2 模擬結(jié)果顯示與分析33-35
• 3.2 噴嘴出口下游流場(chǎng)數(shù)值模擬35-47
• 3.2.1 穩(wěn)定氣相流場(chǎng)數(shù)值模擬35-36
• 3.2.2 液相在穩(wěn)定氣相流場(chǎng)下的數(shù)值模擬36-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第四章 微量油膜附水滴切削性能的試驗(yàn)研究49-61
• 4.1 試驗(yàn)裝置及設(shè)備49-54
• 4.1.1 試驗(yàn)機(jī)床49
• 4.1.2 油膜附水滴發(fā)生裝置49-50
• 4.1.3 切削力測(cè)量系統(tǒng)50-51
• 4.1.4 超景深三維顯微系統(tǒng)51-53
• 4.1.5 粗糙度輪廓測(cè)試儀53-54
• 4.2 試驗(yàn)材料及刀具54
• 4.3 試驗(yàn)方法及條件54-56
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析56-60
• 4.4.1 切削力試驗(yàn)結(jié)果與分析56-57
• 4.4.2 表面粗糙度試驗(yàn)結(jié)果與分析57-58
• 4.4.3 刀具磨損試驗(yàn)結(jié)果與分析58-59
• 4.4.4 切屑形態(tài)試驗(yàn)結(jié)果與分析59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：718602