新型切削用冷风发生装置的研制及性能测试

低温冷风切削是绿色切削加工技术中的一个重要分支，而向切削区供给低温冷风是研究和应用该项技术的前提。采用以半导体制冷为核心、结合蒸气压缩制冷的复合制冷方法研制了一种新型切削用冷风发生装置，并对其进行了性能测试。测试结果表明，该装置可向切削区提供-26℃的低温冷风，且制冷速度快、负荷可调性强、可靠性高、易于实现冷风温度的连续调节和精确控制，具有广阔的应用前景。     

低温冷风微量润滑磨削钛合金换热机理与对流换热系数模型

钛合金磨削过程中工件表面热损伤已成为亟需解决的技术难题。微量润滑技术应用于钛合金磨削是实现可持续制造的发展方向,但存在热耗散和润滑减摩能力不足的技术缺陷。利用多能场辅助加工是解决以上技术难题的必然选择,低温冷风取代常温空气携带微量润滑剂,可显著提高磨削区液膜换热和润滑性能。但润滑剂物理特性演变规律及磨削区液膜换热机理等科学问题尚需揭示。基于此,研究了润滑剂低温物理特性演变规律,建立了冷风温度与润滑剂物理参数的量化映射关系。分析了低温冷风微量润滑砂轮工件界面流动液膜换热规律,建立了磨削区流动液膜换热量理论模型。进一步,建立了不同冷风条件下润滑剂对流换热系数模型。进行了流动液膜对流换热系数和低温冷风微量润滑磨削钛合金换热性能验证实验,结果显示,对流换热系数理论值与测量值吻合,冷风温度为-10℃时,误差为8.5%;工件表面温度实验值和理论值变化趋势吻合,磨削深度为30μm、冷风温度为-40℃时,误差为7.7%。研究结果为低温冷风微量润滑磨削钛合金提高工件表面完整性提供技术支持。     

碳纤维增强复合材料低温冷风磨削试验研究

采用SD80N100B金刚石砂轮开展了单向碳纤维复合材料的低温冷风磨削与常温干式磨削的对比试验研究,探讨了低温冷风与磨削参数对碳纤维复合材料磨削性能的影响。采用扫描电镜与超景深电子显微镜观察了磨削后的表面形貌和亚表面损伤情况,并分析了表面粗糙度的影响规律。试验结果表明：与常温干式磨削相比,低温冷风磨削的磨削力增大,表面粗糙度减小;在低温冷风和常温干式两种磨削方式下,纵向90°磨削较其他磨削方向的磨削力更大,表面粗糙度更小。     

低温冷风技术在铲齿磨削中的应用

传统铲齿磨削通常是干式磨削,其在铲磨过程中经常由于磨削区温度过高而导致刀具烧伤,使得刀具表面质量下降,进而影响刀具的使用性能。本文通过采用低温冷风技术,对成型铣刀进行了铲磨加工。试验结果表明,在铲磨过程中加入低温冷风能有效降低磨削烧伤,提升刀具的耐用度。     

低温冷风纳米粒子微量润滑磨削轴承钢试验研究

低温纳米粒子微量润滑（Nano-CMQL）是将低温冷风技术与纳米粒子润滑油两者有效结合起来的一种高效绿色新型磨削加工润滑方法。采用60目陶瓷结合剂的氧化铝砂轮对GCr15淬硬轴承钢进行磨削试验,比较了常温干式、浇注式、低温冷风微量润滑(CMQL)以及Nano-CMQL四种工况在不同磨削参数下的法向磨削力、比磨削能、磨削温度、工件表面轮廓及粗糙度,结果表明,在基础磨削液中加入粒径为40 nm的MoS2固体颗粒制备出的Nano-CMQL磨削液能够有效地减小磨削加工过程中的法向磨削力并降低磨削温度,尤其在高速、大磨深的磨削参数下,其磨削加工性能更加优良。     

干式冷风车削不锈钢的高速钢刀具磨损试验

采用低温冷风射流技术,对高速钢刀具加工不锈钢工件的磨损情况进行了试验研究.加工时采用低温冷风射流空气代替传统的切削液,不仅起到有效的冷却和润滑作用,而且能够避免环境污染,通过于式常温切削和干式冷风切削1Cr18Ni9Ti的不锈钢的对比实验,探讨了干式低温冷风切削对高速钢刀具寿命的影响,并且发现了在冷风切削作用下积屑瘤生成的新特点.文章为推广这种切削方式提供了依据.     

冷风切削技术的发展应用及课题

在金属切削三个基本条件中,鉴于机床条件、刀具条件的进步,更显得改善冷却条件的重要;用低温空气代替切削剂,是改善冷却条件的新办法。本文简单介绍冷风切削技术的机理、冷风切削加工系统和冷风切削技术的应用。结合生产实践,从质量、效率及成本等用户最关心的问题进行了较详细的论述。并提出采用冷风切削技术进行新一代清洁化机床工具产品结构调整时应该研究的一些课题。     

低温冷风射流技术在滚齿加工中应用的试验研究

针对滚齿加工中大量使用油剂冷却液带来严重环境污染这一问题,以数控滚齿机为平台,对低温冷风射流这一绿色切削技术进行了试验研究。通过低温冷风射流和常规油剂冷却对45钢的加工对比试验,探讨了低温冷风射流对刀具磨损和工件齿面粗糙度的影响机理;并运用正交试验法安排试验,通过极差和方差分析,分别寻找出了最佳的低温冷风切削参数及各因素对齿面粗糙度影响的显著度。试验结果显示,相对于常规油冷切削,低温冷风射流技术具有明显的优势,能有效地降低切削区温度,减少刀具磨损和降低齿面粗糙度值;正交试验获得的最佳的冷风切削参数为:冷风温度-35℃,进给量0.3mm/r,有微量润滑。     

干式冷风车削不锈钢的高速钢刀具磨损试验研究

采用低温冷风射流技术,对高速钢刀具加工不锈钢工件的磨损情况进行了试验研究。加工时采用低温冷风射流空气代替传统的切削液,不仅起到有效的冷却和润滑作用,而且能够避免环境污染。通过干式常温切削和干式冷风切削1Cr18Ni9Ti的不锈钢的对比实验,探讨了干式低温冷风切削对高速钢刀具寿命的影响,并且发现了在冷风切削作用下积屑瘤生成的新特点。     

东京电力研究大楼低温送风空调技术应用及节能措施

介绍了东京电力研究大楼低温送风空调工程概况，部析了低温送风技术应用时存在的结露问题、冷风感问题等技术难点的成因及解决对策，阐述了所采用的自动遮阳系统、照明自动调节系统等节能技术的直用原理及其具体做法，给出了本系统在一次能耗、环境负荷压力的削减、低温送风动力能耗削减等方面的实测效果，并指出了该低温送风系统存在的不足及今后的发展方向。     

绿色磨削加工技术研究现状及进展

传统的磨削加工大量采用磨削液浇注法降低加工区温度,磨削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大危害,而且增加了磨削液排放回收的成本.本文分析了绿色磨削加工技术,如干磨削技术、微量润滑、液氮冷却、低温气体冷却、高压射流冷却、内冷却和固体润滑冷却技术在机械制造中的应用及其技术特征.绿色磨削加工技术将逐渐取代传统的浇注供液方...     

可移动式小型液体除湿空调装置的研制

针对逆流式和叉流式装置在使用中的优势和不足,设计出可以实现结构一体化的小型液体除湿空调装置。经过试验测试,此装置在上海夏季标准环境(干球温度34℃,湿球温度28.2℃)下,用65℃左右的热水作为驱动热源时,制冷量为6~7k W,送风温度在22℃左右,系统热力COP可以达到0.47,电力能效比可达3.4。     

淬硬钢干式静电冷却切削机理及试验研究

干式静电冷却(Dry electrostatic cooling,DESC)是使用离子化空气流作为润滑冷却介质的绿色加工方法.离子化空气流中的活性带电离子和臭氧分子在切削区会发生复杂的物理、化学作用,是DESC产生润滑、冷却效果的主要原因.借助自行研制的离子发生器和离子浓度监测装置,针对DESC中各放电参数对离子输运效率和臭氧浓度的影响规律进行试验研究,证明放电功率越大,供气气压越高,距离喷嘴出口越近,针极尖端离出口距离越小,喷嘴出口直径越大,离子输运效率就越高;正对并且尽量接近喷嘴出口,出口直径3～4 mm,气压0.2～0.3 MPa,针极尖端与喷嘴出口间距离rn=0 mm时可以得到较高的臭氧浓度.使用优选的放电参数对GCr15进行切削试验,证明DESC可使切削力降低7.3％～25.4％,刀具磨损可减少55％,刀具寿命达到干切削的1.5～3.0倍,并且切削速度和切削温度越高,DESC的效果越显著.     

液氮射流冲击冷却聚二甲基硅氧烷的温度场仿真和实验研究

为探究低温微磨料气射流加工聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流道过程中PDMS试样受液氮射流冲击冷却的温度变化和分布,提出了测温实验Beck反求算法拟合APDL温度场仿真的系统研究方法,仿真结果与测温结果的误差仅1.735%。仿真发现,表面到达明显脆化温度-147 ℃需要5.747 s,说明PDMS无法在接触液氮的瞬间就达到可加工的脆化状态,有必要重视加工前的预冷却时间;又通过仿真数据拟合了PDMS冷却至-147 ℃的冷却速度,以冷却速度为参考预测了实际加工中所需的预冷却时间。对比冷却速度发现,距PDMS试样表面0~100 μm深度范围内的冷却速度比0~1500 μm深度范围内冷却速度快22.054%,PDMS试样放置在铝合金工作台上的冷却速度比绝热工作台上快22.311%。     

毛细管空调与传统空调的空气调节性能的对比试验

以能源与动力工程实验中心节能减排实验室为背景,对毛细管空调系统与传统空调进行制冷及除湿性能对比实验。监测室内温湿度分布情况;结果显示:毛细管辐射空调运行时,在人体主要活动范围内温度平均在25.5~27.3℃,相对湿度在56.8%~65.0%;对比毛细管辐射空调运行时,传统空调温度分布均匀性较差,温度在25.0~26.3℃之间,垂直方向上随着高度升高逐渐降低,水平方向上各测点的温度分布不均。这种温度分布使得人体有忽冷忽热的感觉,各测点相对湿度波动较明显,但是垂直和水平方向的相对湿度值相差在5%以内,较毛细管辐射空调供冷相对湿度区间较小。     

基于绿色磨削的冷气冷却实验研究

进行了CO2冷气磨削冷却的探索实验,根据实验数据绘制了外冷却、内冷却磨削温度曲线,并对内外冷却效果进行了分析和对比.实验表明,在冷气压力不大于1 MPa实验条件下,外冷却的效果优于内冷却.但随着冷气压力的增加,内冷却的优势逐渐明显.当冷气压力达到1 MPa时,内冷却效果略优于外冷却.     

过热蒸汽下分级机主轴系统热态特性的数值模拟

过热蒸汽气流磨是一种新型的粉体加工设备,由于其工质过热蒸汽温度较高,在系统运行时需对与其配套的分级机的轴承进行冷却,其冷却要求为保证轴承温度维持在75℃以下及避免过度冷却,使粉碎腔中轴段的温度高于100℃,保证粉碎腔中不出现冷凝现象。为寻求一种有效的冷却方法,以四川绵阳流能粉体设备有限公司某型号过热蒸汽分级机为原型建模,利用有限元分析软件ANSYS,对其在自然冷却、水冷轴承座和油循环冷却三种条件下主轴系统的温升进行了数值模拟分析。通过模拟结果得：在自然冷却的条件下,分级机上下轴承温升较快,发热非常严重,轴承外圈最高温度分别达到145℃和177℃,超过普通轴承的极限使用温度;在采用水冷轴承座时,运行约45分钟,分级机主轴系统温度达到平衡,上下轴承外圈温度最高不超过33℃和46℃,同时粉碎腔中轴段的最低温度高于100℃;在采用油循环冷却时,运行约80分钟,主轴系统温升达到平衡,上下轴承外圈温度不超过43℃和56℃,且粉碎腔中轴段表面温度最低温度高于100℃。由以上结果可看出水冷轴承座和油循环冷却两种方式均能满足冷却要求,但油循环冷却造价昂贵,且油液密封困难,而水冷轴承座这种方式简单易行,故建议采用水冷轴承座这种方式对主轴系统进行冷却。     

超低温亚干式冷却切削系统(MOL技术)

亚干切削作为一种新型的绿色制造技术，不仅能避免切削对环境的污染，而且能大幅度地降低产品的生产成本。依据冷风冷却加工系统图，以冷却磨削砂轮为例，详细地介绍了亚干式空气的冷却方法及要求。     

新的压缩空气露点温度换算图

给出了用于换算不同压力下压缩空气露点温度新的换算图,常压露点温度范围-70～10℃,压力范围为常压至1.0 MPa（表压）。图中压力单位采用我国法定计量单位。