准干式切削技术的研究进展

针对传统切削加工过程中使用切削液的弊端,分析了准干式切削技术的特点,介绍了微量润滑、低温微量润滑和水蒸气冷却等常见准干式切削技术的原理及其国内外研究现状,指出准干式切削技术具有很好的节能环保、降低加工成本等优点,具有广泛的应用前景。     

最小量润滑装置的设计与应用

为了符合绿色制造的发展方向,微量润滑技术逐步取代传统浇注式技术,而应用该技术的前提是设计出优良的微量润滑装置。在研究微量润滑技术以及国内常见微量润滑装置的基础上,设计一种新型微量润滑装置,并阐述精密雾化喷嘴、密封式缸体、润滑油循环系统等设计原理,最后通过切削实验与干切削和传统微量润滑装置进行对比。实验结果表明此装置在工业切削领域的可应用性,并且相比传统微量润滑装置有更好的切削效果。     

低温微量润滑冷却装置的设计

伴随日益要求严苛的环保要求,企业在加工零件时需要用到大量的绿色制造技术。低温微量润滑加工技术作为一种新型的切削技术,符合绿色制造的要求并大量应用于生产过程中。介绍一种低温微量润滑冷却的气动-液压系统,主要利用微量润滑技术和涡流制冷技术,从气动-液压系统及电气三方面对样机进行设计并完成相关实验。所得实验成果对微量润滑装置的再升级具有一定的参考意义。     

20MnCr5在干切削和微量润滑条件下的研究

合金结构钢20MnCr5淬透性较好,热处理变形小,低温韧性好,切削加工性能良好,但焊接性较差。可作渗碳件和截面较大、负荷较高的调质件,如齿轮、轴类、蜗杆、套筒、摩擦轮等。干切削和近干切削彻底消除或者极大的减少了冷却液的使用,减少了工业污染,起到了保护环境的作用。论文对合金结构钢20MnCr5在传统乳化剂、干切削和微量润滑条件下进行切削实验,从而比较不同切削参数和润滑方式以及含硫量对刀具所受机械载荷、刀具磨损和工件表面质量的影响,以获得合金机构刚20MnCr5的干切削和近干切削和在微量润滑条件下的性能,为实际的生产加工积累和提供基础数据。     

不锈钢纳米流体微量润滑车削实验研究

纳米流体微量润滑(NFMQL)是一种全新的微量润滑(MQL)增效技术,为了解其对不锈钢切削的效果,分别在干切削、浇注润滑、MQL和Al_2O_3颗粒的NFMQL条件下对SUS304不锈钢进行车削,比较切削力、切削温度、光洁度和刀具寿命的差异。实验结果显示:NFMQL冷却润滑效果要好于MQL,但比浇注润滑差;NFMQL比MQL更容易获得较小的切削力和切削温度、光洁度以及更长的刀具工作寿命,NFMQL对光洁度和刀具寿命改善显著。NFMQL改善不锈钢切削性能,适合在不锈钢切削中应用。     

切削参数对碳钢微量润滑切削温度的影响

为了了解切削参数影响碳钢微量润滑切削温度的规律,通过45钢的车削实验,利用自然热电偶测温,探明在干切削、传统浇注润滑和微量润滑条件下,不同切削参数对切削温度的影响及原因。实验结果表明:MQL切削温度随切削参数增大而上升,切削速度对MQL温度影响最大,切削深度影响最小;在低切削速度时,MQL冷却效果优于传统浇注润滑,在中、高速时,MQL冷却效果比浇注润滑差;MQL冷却能力随切削速度和进给量增大而减弱,不随切削深度而变化。     

基于MQL的碳纤维复合材料制孔表面质量及切削力试验

目的 减少碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔表面毛刺及边缘凸起等缺陷。方法 对比研究在干切削和微量润滑(MQL)2种加工条件下碳纤维增强复合材料(CFRP)的制孔,在切削速度一定时,探究切削方式、进给速度对制孔尺寸精度、表面质量、切削力的影响。采用方差分析对各影响因素及其权重进行分析。结果 得出了切削方式和工艺参数对制孔尺寸精度、切削力、表面质量的影响规律。试验结果表明,在微量润滑条件下,由于润滑和降温的影响,表面毛刺得到有效去除,纤维断面平整,剪切作用明显,抑制了由温升所引起的边缘隆起膨胀现象,试样的表面质量得到显著提高,切削力整体降低。在干切削和微量润滑条件下对制孔尺寸精度影响最大的是切削方式。对于切削力,在干切削时受到切削方式的影响最大,在微量润滑条件下受到进给速度的影响最大,随着进给速度的增大而增大。结论 在现有试验条件下,微量润滑的加工质量总体上优于干切削的加工质量,其制孔尺寸的精度整体更高,其切削力最大降低了84.26%。     

微量润滑赋能雾化与供给系统关键技术研究进展

传统金属切削液会对环保、人体健康及制造成本产生负面影响,难以满足绿色制造的发展需求。微量润滑是一种介于浇注式和干式加工的润滑剂绿色供给技术,利用压缩空气将少量可降解的生物润滑剂雾化,形成微液滴,从而起到润滑和抗磨减摩的作用。然而,尚无相关研究针对雾化微液滴精准输运技术的规律进行总结,无法为微量润滑供给参数提供科学指导。为此,综述了微量润滑赋能雾化和供给系统关键技术的研究进展。揭示了微量润滑两相流气动雾化液滴粒径和雾化锥角随供给参数的演变规律,提出了静电雾化微量润滑赋能供给新方法,分析了静电赋能雾化性能调控机制和荷电流体渗透特性,阐述了超声赋能雾化液滴均一化机理和工艺参数优化策略。进一步分析了基于流体动力学模型的刀具/砂轮–工件界面流场分布规律,阐明了喷嘴结构对液滴输运的影响规律,为喷嘴位姿参数的选取提供了理论支撑。此外,论述了喷嘴位姿参数化调控装置的研究进展,解决了润滑介质参数化供给难题。最后,展望了微量润滑复合增效和智能供给关键技术,以期为微量润滑技术的工程应用提供理论支持和技术指导。     

低温冷风MQL切削镍基高温合金的仿真与实验研究

为探究低温冷风微润滑这种绿色加工技术应用于难加工材料时的效果,对难加工材料GH4269在干式、浇注式和低温冷风微量润滑条件下进行仿真模拟与切削试验。用ABAQUS对GH4169在3种方式下切削力和切削温度进行仿真;设计多因素正交实验对仿真结果进行验证。通过比较不同润滑方式对切削力及切削温度的影响,得出影响曲线图,从而揭示难加工材料GH4169在车削过程中切削力的变化情况,为实际的生产加工积累和提供基础数据。     

涡流冷却静电润滑复合干式钻削技术研究

为降低机械加工过程中切削液对环境造成的污染以及处理切削液时高昂的成本,提出一种兼有涡流冷却效应和静电润滑效应的干式钻削技术与装置。将气体离子化、臭氧化后吹到切削加工区域,代替切削液实现润滑、冷却的作用,获得良好的断屑效果,同时延长刀具的寿命。基于结构参数对系统放电性能、臭氧浓度以及冷却效果的影响规律,优化装置结构,形成干式辅助钻削装置。实验结果表明：当电极锥度为15°、电极直径为1 mm、铜帽内径为3 mm、气体流量为20 L/min、驱动电压为6 kV时,臭氧浓度达到峰值34.2×10-6。通过与纯干式切削对比发现：所提技术的切削温度降低40.9%,刀具刃口基本没有损伤,切屑微观表面切痕分布清晰、条理均匀。所设计的涡流冷却静电润滑干式钻削技术在切削效应、冷却效果、刀具磨损以及切屑形态等方面均优于传统的干式钻削技术,可以用于六系铝材的钻削加工。     

MQL深孔钻削中关键因素的最适化研究

采用了微量润滑技术的钻削在长距或小孔径的条件下有必要对所供给的油雾和压缩空气进行最佳化分析.本文首先对切削变形与切削热分布的总能量进行了分析,并在把普通钻削过程中油雾假设为稳态可压缩绝热紊流状态的假设条件下,通过分析得到油膜厚度、气流速度、压缩空气温度和刀具平均温度等重要影响参数的相互关系.最后,给出微量润滑钻削条件下,切削过程中所需的油膜和压缩空气的最佳容量.     

喷枪微量润滑冷却在数铣中的应用

针对传统浇注式冷却浪费严重的问题,通过采用喷枪和空气压缩机来实现微量润滑冷却,调节喷枪旋钮就可改变进气量和冷却液的大小,在提高润滑冷却效果的同时大大减少了冷却液的使用量,既降低了生产成本,又有利于保护环境。利用喷枪改造的微量润滑系统具有结构简单、成本低、使用方便的特点,适用于各种数控机床机床和普通机床。     

干切削和微量润滑概述（续）

现代机械加工面临降低生产成本和追求高产品质量的要求,一个企业如果想保持竞争力就必须降低生产成本和不断地改进工艺技术。在冷却润滑方面,干加工技术能够在压缩生产成本的同时提高切削性能。在去除材料的加工中,减少或者完全去除冷却润滑,可以影响整个生产加工系统。由此对确保干加工顺利进行的自适应切削加工的参数、切削刀具、机床、加工环境的进行了综合详细的分析。     

干切削和微量润滑概述（待续）

现代机械加工面临降低生产成本和追求高产品质量的要求,一个企业如果想保持竞争力就必须降低生产成本和不断地改进工艺技术。在冷却润滑方面,干加工技术能够在压缩生产成本的同时提高切削性能。在去除材料的加工中,减少或者完全去除冷却润滑,可以影响整个生产加工系统。由此对确保干加工顺利进行的自适应切削加工的参数、切削刀具、机床、加工环境的进行了综合详细的分析。     

基于微量润滑的微铣削单晶高温合金表面粗糙度研究

以单晶镍基高温合金DD98材料为研究对象,搭建微量润滑冷却系统微铣削平台。对比微量润滑和干切削冷却条件下,微铣削工艺参数对表面粗糙度的影响机制和规律。结果表明:在微量润滑冷却条件下,单晶高温合金的表面粗糙度获得较大提升;两种不同冷却方式条件下,微铣削表面粗糙度均随着主轴转速的升高而减小,随着进给速度的增加在克服尺度效应后缓慢增大,随着背吃刀量的增加而增大。     

低温微量润滑和超声椭圆振动下GH4169合金切削研究

GH4169镍基合金切削加工时容易造成明显加工硬化现象，形成了很大的切削力和切削温度，对刀具带来严重磨损。为了提高GH4169合金的切削机加工性能，结合超声椭圆振动(UEV)和低温微量润滑(CMQL)的优势设计了一种UEV+CMQL切削方式。搭建CBN刀具的GH4169合金切削实验，开展不同切削方式下切削力和切削温度性能分析。研究结果表明，采用低温微量润滑实现了切削力的大幅下降，促使工件硬度与切削力的显著提高。相比常规切削方法，以UEV与CMQL方法使温度减小19.7%。设定更低喷雾温度时刀尖应力明显减小，喷嘴角度减小可以使刀具中形成更低应力，延长刀具使用寿命，提升刀具耐磨性能并获得更优减磨效果也能够适难加工合金用，研究结果作为改善合金切削生产工艺的重要参考依据。     

基于TRIZ理论的微量润滑喷嘴设计北大核心

针对目前传统微量润滑喷嘴冷却润滑效率低的问题,根据微量润滑喷嘴雾化的问题分析,定义微量润滑喷嘴雾化技术冲突,提出一种基于发明问题求解理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)的微量润滑高效冷却润滑喷嘴的创新设计方法,建立基于TRIZ冲突解决理论的微量润滑喷嘴创新设计过程模型,分析超音速雾化理论,提出超音速微量润滑喷嘴结构模型,利用数值模拟方法对所提出的结构模型进行超音速可行性研究。研究结果表明,所提出的喷嘴在进气口压强为0.2 MPa时,出口速度先增大后减小,最终处于亚音速状态;在进气口压强达到0.4 MPa时,出口速度一直增大,实现超音速;随着进气口压强继续增大,出口速度可实现超音速,但最大速度提升不明显。可为微量润滑系统的高效冷却润滑喷嘴设计提供新思路。     

基于响应曲面法的MQL辅助切削钛合金的工艺参数优化

为了提高切削质量，减少刀具磨损，采用响应曲面法对最小微量润滑辅助切削的主要工艺参数进行优化。以钛合金TC4为切削对象，把工件表面粗糙度和刀具磨损作为评价指标，采用Minitab设计切削速度、进给量、喷射压力三因素的Box-Behnken试验。利用方差和拟合残差概率分布分析三因素的显著性及交互作用，并结合试验检验所建表面粗糙度和刀具磨损二阶响应预测模型的有效性。响应曲面法优化后的最佳工艺参数为切削速度25 m/min、进给量0.103 mm/r、喷射压力0.1 MPa，此时得到的表面粗糙度和刀具磨损量分别为1.195、151.9 μm，与预测值的误差分别为5.1%、2.91%。说明基于响应曲面法的微量润滑辅助切削钛合金表面粗糙度和刀具磨损量预测模型准确有效。     

颗粒流切削润滑研究现状及展望

切削润滑是实现高速、精密切削的必要条件,然而传统切削润滑技术与绿色制造要求之间的矛盾越来越突出,而颗粒流润滑是一种具有广阔应用前景的绿色切削润滑技术.首先,指出了传统浇注式切削润滑的问题和不足,最小量润滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)、液氮冷却等常见绿色切削润滑技术的优势和缺点,以及颗粒流润滑的特点.然后,论述了颗粒流切削润滑的颗粒介质输送和导入方式,包括填涂式、铺粉式、送粉式、流化式和雾化式.从车削、铣削、磨削、钻削四种加工工艺,综述了颗粒流切削润滑的工艺效果及参数优化.从颗粒介质的界面作用机理和颗粒润滑液的物理性能两个角度,概括了颗粒流切削润滑能够实现连续润滑和冷却的基本机理.在此基础上,分析了颗粒流切削润滑技术的优势及其发展过程中的问题.最后,从促进实践应用的角度,对颗粒流切削润滑技术进行了展望,从而为该技术的成熟和推广提供参考.     

内置式MQL喷射特性对车削GCr15轴承钢的影响

微量润滑(MQL,Minimum Quantity Lubrication)加工作为绿色切削技术,其应用逐渐广泛。相对于外置式MQL,内置式MQL具有渗透性好、切屑影响小、效率高等特点。为了寻求出内置式MQL的喷射特性对加工的影响规律,开发了车削内置式MQL系统,设计了四因素三水平的正交实验。以切削力和表面粗糙度为评价指标,切削液流量、空气流量、可生物降解润滑油及切削速度为变量,沿后刀面喷射,进行了车削GCr15轴承钢的正交实验,分析了喷射参数对加工的影响规律,并得到了优化的喷射参数,对机械加工工程应用具有参考意义。