球墨铸铁纳米粒子射流微量润滑磨削性能的实验研究

主要对纳米粒子射流微量润滑磨削性能进行实验评价.采用K-P36数控平面磨床,选取干磨削、浇注式磨削、微量润滑磨削和纳米粒子射流微量润滑磨削4种工况条件,分别从磨削力、磨削G比率、磨削温度和表面粗糙度方面进行磨削性能评价,结果表明:纳米粒子射流微量润滑磨削改善了换热能力,与干磨削相比降低了将近150℃,干磨削得到的工件表面粗糙度Ra值为1.2μm,纳米粒子射流微量润滑磨削Ra值为0.58 μm,工件表面质量显著提高;在纳米粒子的润滑作用下,得到的磨削力较稳定,且比干磨削和微量润滑磨削得到的磨削力减小15％以上;纳米粒子射流微量润滑磨削G比率在4种工况中最高,值为33,干磨削仅为12,比其他工况增大约一倍,砂轮的磨损明显减小,延长砂轮使用寿命.     

基于有限元法的微量润滑绿色磨削温度场分析

运用有限元法分析推导出微量润滑磨削温度场的数学模型,并通过ANSYS软件对磨削温度场进行了仿真,得出了微量润滑磨削温度场的分布.与实验值相比较,有限元法分析结果具有一定的精度,为深入研究微量润滑磨削温度提供了一条有效途径.     

静电微量润滑气雾特性及其切削加工性能研究

静电微量润滑(Electrostatic minimum quantity lubrication,EMQL)技术可显著提高荷电润滑液滴在加工区域的润湿、渗透和沉积性能,改善气雾的润滑冷却能力,降低切削环境油雾浓度。在构建静电微量润滑切削加工系统的基础上,分析了EMQL下荷电电压对润滑油液滴粒径、分布、润湿性和沉积性的影响。研究了EMQL的稳态换热能力,加工环境油雾浓度和切削性能。最后通过刀具磨损分析,揭示了EMQL切削加工时的作用机理。结果表明:荷电后润滑油液滴的粒径减小,分布更加均匀,润湿和沉积性提高。与传统MQL比较,EMQL下的切削温度降低了～14%,环境油雾浓度减小了～8%,刀具磨损下降了～37%,工件表面质量提高了～28%。EMQL加工时,润湿渗透性能改善的小粒径润滑油液滴易在刀具-工件接触面吸附,渗透和铺展,利于切削界面的润滑与换热,车削加工性能更好。     

基于FLUENT的微量润滑磨削流场仿真研究

为了对微量润滑参数进行优化,提高微量润滑的冷却润滑效果,对砂轮流场和流场中磨削液雾滴轨迹进行了分析,对影响磨削液有效流量的因素进行了研究.基于二维仿真模型,应用k-ε湍流模型,通过FLUENT软件对砂轮流场进行了仿真研究,获得了不同参数条件下的流场分布;应用离散相模型对磨削液雾滴运动轨迹进行了仿真,得到了不同参数条件下...     

纳米粒子射流微量润滑磨削的冷却性能分析

结合国内外研究现状,主要分析了纳米粒子射流微量润滑的冷却性能,实验对比了浇注式磨削、干磨削、MQL磨削和纳米粒子射流MQL磨削的工件表面温度,结果显示纳米粒子射流MQL具有较好的冷却效果,其应用前景广阔.     

静电雾化微量润滑研究进展与应用

微量润滑作为替代浇注式供液冷却的可行性方案之一,得到了数十年的发展。然而,气动雾化微量润滑雾滴的表面能逐渐降低;射流的穿透力、吸附力和浸润性能不足,雾滴的漂移和飞溅丧失严重,加大了对环境的污染。静电雾化微量润滑是解决工业生产应用面临技术瓶颈和环保压力的有效方式。首先,系统综述了静电雾化微量润滑关键装置、赋能原理与绿色雾化介质(纳米生物润滑剂)。其次,揭示了微液滴的雾化性能对切削区浸润性能的影响机制,并从荷电液滴静力学的角度阐述了静电雾化微量润滑优异的雾化性能,通过表征雾化介质的荷电性能分析了不同参数对雾化能力的影响机制。进一步地,基于纳米生物润滑剂的脂肪酸分子结构、黏度等理化性质,以及荷电液滴表面状态、空间多能场等,揭示了静电雾化微量润滑改善液滴浸润、渗透以及成膜性能的作用机制,并综述了其在车削、铣削、磨削等工况下对降低刀具磨损、提高加工表面质量的优异性能。在此基础上分析得到：静电雾化优异的雾化特性以及纳米生物润滑剂独特的润滑传热机制,不仅降低了加工环境油雾浓度,还提升了微量润滑的加工性能,具体表现在,与传统微量润滑相比PM2.5/PM10降低约6.2%～68.3%,刀具寿命增加约48...     

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。     

纳米粒子射流微量润滑磨削性能评价

通过在微量润滑油中添加具有一定质量分数的纳米粒子,可改善其换热能力,同时提高加工过程中的润滑效果.通过磨削实验的方法,验证在平面磨削加工中纳米粒子的作用,结果显示添加纳米粒子的微量润滑磨削加工磨削力、摩擦系数和比磨削能较其他的润滑形式都有明显的减小,而G比率显著的提高.这都归功于纳米粒子在砂轮/工件界面生成具有高的减摩抗磨特性的摩擦油膜所致.     

微量润滑切削加工性能影响因素的研究

介绍了微量润滑（MQL）切削加工技术相对于传统湿式和干式切削的应用优势及应用现状,重点分析了MQL油雾供给与混合系统、润滑油、压缩空气、工件材料、刀具以及切削参数等因素对MQL切削加工性能的影响规律,发现在加工条件确定的情况下,润滑油用量、压缩空气压力和切削参数之间存在最优组合。因此,为了充分发挥MQL切削加工技术的应用优势,必须对MQL工艺系统进行全面而精确的优化。     

基于微量润滑磨削的双喷口喷嘴雾化仿真分析

为了减小磨削时砂轮表面气障层的影响,提高磨削液润滑和冷却的效果,设计了一种双喷口结构的喷嘴。分析了微量润滑雾化机理,采用二级雾化理论建立了雾化数学模型,对双喷口喷嘴的雾化过程进行了仿真分析,并对仿真结果进行了验证。研究结果表明：双喷口喷嘴能有效减小雾滴直径,提高磨削液的雾化效果;辅助喷口雾滴可以扰乱砂轮表面的空气环流,减小气障层对主喷口雾滴流向的影响,促使主喷口喷出的雾滴能顺利进入磨削区。     

微量润滑平面磨削接触区换热机理的研究

磨削接触区材料去除厚度是不一致的,同时,在微量润滑过程中,雾滴之间的运动特征存在差异且易受其他因素的影响,致使整个接触区的磨削温度分布呈现出非线性,换热机理也异常复杂。从雾化机理出发,对影响换热效果的两个关键因素--雾滴直径和雾滴速度进行了分析。依据雾滴在不同壁温处表现出的不同换热特性,将磨削区划分为无沸腾换热、核态沸腾换热、过渡沸腾换热和稳定膜态沸腾换热四个不同的换热区域,建立了微量润滑磨削区的换热系数数学模型。在此基础上,运用有限元技术对微量润滑磨削表面的温度场进行了仿真分析,采用单级热电偶技术测量了磨削温度,发现磨削区仿真温度值与实验测量值吻合较好,表明通过该理论获得的微量润滑磨削表面换热系数是可信的。     

离子液体在微量润滑磨削界面的摩擦学机理研究

采用电镀CBN砂轮,以镍基合金GH4169为工件材料,实验研究了两种离子液体的微量润滑磨削加工性能,分别是1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(［BMIM］BF4)和1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(［HMIM］BF4),并采用分子动力学模拟,揭示了离子液体在磨粒/工件界面物理吸附膜的形成机制,进一步开展了工件已加工表面的X射线光电子能谱（XPS）分析,揭示了离子液体在磨粒/工件界面化学反应膜的形成机制。研究结果表明：上述两种离子液体适合作为磨削液应用于微量润滑磨削加工中,既能较干磨大幅降低磨削比能和磨削力比,提高工件已加工表面质量,又能较干磨大幅降低磨削温度达100 ℃以上,避免磨削烧伤;磨粒磨钝表面由于微破碎所形成的凹槽状断口是离子液体进入磨粒/工件界面的输运通道,离子液体分子通过吸附在凹槽状断口内形成边界润滑膜,通过减小磨粒工件之间的直接接触面积来减小摩擦力;在微量润滑磨削加工过程中,以上两种离子液体均与工件在磨削界面上发生化学反应,形成了氟化物与氧化物共存的化学反应膜。     

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...     

绿色切削磨削加工技术

传统的切削加工大量采用切削液浇注法降低加工区温度,切削液的大量使用给环境和操作者健康带来了很大危害,而且增加了切削液排放回收的成本。面对人类社会可持续发展的需要,实施绿色制造已势在必行。本文分析了绿色切削加工技术,如干切削技术、微量润滑、液态氮冷却、气体射流冷却在机械制造中的应用及其技术特征,结论是绿色切削加工技术将逐渐取代传统的浇注供液方法,是未来制造业的发展方向,具有很好的发展前景。     

Experimental evaluation on the effect of electrostatic minimum quantity lubrication (EMQL) in end milling of stainless steels

The machining of stainless steels is very challenging owing to their high toughness and low thermal conductivity, causing high cutting temperatures and rapid tool wear. Conventionally, metalworking fluids in flood form are used during the process to improve surface quality and tool life; however, their use raises issues including environmental pollution and economic concerns. Therefore, an electrostatic minimal quantity lubrication (EMQL) technology was developed to reduce the consumption of metalworking fluids. EMQL is a near-dry machining technology utilizing the synergetic effects between electrostatic spraying and minimum quantity lubrication (MQL), wherein the lubricant is to apply in a form of fine, uniform and highly penetrable and wettable mist droplets directly to the cutting zone. This study investigates the effect of EMQL in end milling of AISI 304 stainless steel in comparison with dry, wet and MQL machining. The results suggest that EMQL reduces tool wear and cutting force, prolongs tool life considerably and enhances surface finish compared with conventional wet and MQL machining. scanning electron microscopy and Energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses show that EMQL considerably reduces adhesive and abrasive wear on the flank face because of the lower friction and heat generation resulting from more efficient entry of the lubricant into the cutting interfaces.     

微量润滑复合增效技术及其应用研究进展

微量润滑技术具有切削液用量少、润滑效率高等优点,但在特定工况下仍存在冷却性不足以及润滑不充分等问题.微量润滑复合增效技术,如低温冷风、液态CO2等,综合了良好冷却和润滑优势,可有效解决难加工材料清洁切削加工难题.综述了各类微量润滑复合增效技术原理、关键装置及其工艺应用最新研究进展,详细剖析了各类装置性能及其参数调控特性...     

Influence of minimum quantity lubrication parameters on tool wear and surface roughness in milling of forged steel

The minimum quantity of lubrication (MQL) technique is becoming increasingly more popular due to the safety of environment.Moreover,MQL technique not only leads to economical benefits by way of saving ...