切削加工油雾散发特性及影响因素研究*

机械加工过程中,金属切削液通过高速旋转的主轴雾化,产生大量油雾颗粒。为研究矿物油特性对机械加工油雾散发的影响,采用一种环境舱实验方法,在不同转速下分别对2种不同物性的切削液在切削过程中产生油雾颗粒的散发率、粒径分布、质量中值直径和索特平均直径进行研究。结果表明:由离心作用产生的油雾颗粒总散发率与主轴转速呈二次方关系;主轴转速越大各个粒径的油雾颗粒散发率越大,但主轴转速对粒径分布、各粒径占比、质量平均直径和索特平均直径的影响不大;黏度越大的切削液,油雾颗粒的散发率、质量平均直径和索特平均直径也越大。     

内冷却平面磨削实验研究

建立内冷却平面磨削实验系统,研究内冷却磨削的磨削能力.实验表明:采用内冷却磨削可以显著降低磨削区温度,避免磨削烧伤,并且随着切削液流量的增大,砂轮振动会加剧,被加工表面的粗糙度增大,但是在砂轮主轴刚性运动的范围内,振动对表面粗糙度的影响不明显;内冷却磨削的切削液流量更小,大大提高了切削液的利用率.因此,在加工精度要求高、且对磨削烧伤比较敏感的工件时,内冷却磨削是避免磨削烧伤的一种实用、有效的加工方法.     

微量润滑磨削悬浮微粒分布特性研究

基于机械加工中产生的空气悬浮微粒对环境和健康的危害,讨论了悬浮微粒大小与其在人体沉积部位的关系。结合微粒特性讨论了悬浮微粒对健康的危害,并对常见的相关疾病进行了举例说明。分析机械加工过程空气悬浮微粒产生的机理,并重点对微量润滑磨削工况下,雾化喷嘴形成的空气悬浮微粒进行分布特性研究。研究了射流参数(喷嘴出口直径、压缩空气压强、磨削液流量率及气液流量比)与雾滴微粒粒径的关系。分析了喷雾雾滴分布的规律,给出了喷雾微粒数量和体积分布函数。     

压力条件对旋流槽数不同的离心式喷嘴液膜破碎及雾化的影响研究

利用粒子动态分析仪和高速摄影系统,研究不同注压下的锥形液膜流动、破碎及雾化特性,分析不同注压下液膜流动速度对液膜破碎的作用以及喷雾质量参数的变化规律,并结合相应试验数据求解了锥形液膜的色散方程,验证了注压对液膜破碎的影响.结果表明,随着注入压力增大,喷嘴流量增大,喷嘴液膜破碎长度下降,喷雾锥角先增加后趋于稳定,雾场SMD(索特尔平均直径)减小,雾滴流动速度增大,液膜切向速度对锥形液膜的作用效果显著;旋流槽数的增加使液膜速度增加,喷雾锥角减小,雾滴流速增大,雾场浓度增加且均匀性更好;通过求解色散方程得到了液膜表面波增长率,从理论的角度说明旋流槽数的增加使液膜表面波增长率增加,导致锥形液膜破碎长度减小.     

内冷却平面磨削供液系统设计

在内冷却平面磨削系统中,供液系统在磨削加工中提供一定流量的洁净切削液,供液系统设计的关键在于系统流量的确定.通过对内冷却平面磨削过程中切削液喷射过程进行分析,为了简化计算,将径向流道内液体的流动看做定常流动,其流速为径向流道中点处的流速,利用牛顿定理可推导出液体在径向流道中点处的流速计算公式,从而得到供液系统流量.实践表明,按该文的方法计算出的供液系统流量是合理的,据此设计出的供液系统成本低、性能可靠,能够很好地满足内冷却平面磨削加工的需求.     

高压腔涡旋压缩机曲轴油路流场分析

涡旋压缩机曲轴油路压降是影响压缩机供油系统高效运行的关键,油路压降太大会使背压过小,从而导致压缩机动静涡旋盘之间发生端面泄漏;油路压降太小则会使背压过大,加剧动静涡旋盘之间的摩擦磨损。针对此问题,通过理论计算和数值模拟,研究了油道直径、润滑油温度、主轴转速、润滑油流量、曲轴油道缓弯管角度、油道偏心距等参数对压降的影响,并分析了曲轴油路的流场变化。结果表明油道直径和润滑油流量对压降变化影响最大,增加油道直径可使压降最高降低81.1%,减小润滑油流量可使压降最高降低90.29%,润滑油温度对压降的影响次之,压缩机主轴转速、曲轴油道缓弯管角度和油道偏心距对其影响最小。     

单晶材料微磨削表面粗糙度与磨削力实验研究

为了探究微磨削对单晶DD98表面粗糙度与磨削力的影响,采用磨粒为500#和磨头直径为0.9mm的磨棒对单晶DD98进行微磨削实验。首先,设计三因素四水平正交实验,通过极差分析得到磨削参数在一定范围内对表面粗糙度影响的主次顺序,其中磨削深度影响最大,主轴转速次之,进给速度最小;并获得最优工艺参数水平组合:主轴转速为60000r/min,磨削深度为6μm,进给速度为20μm/s。其次,对单因素实验进行微磨削实验,得到在一定范围内,得到表面粗糙度值和磨削力值都随主轴转速的增大、磨削深度的减小、进给速度的减小而减小,并对这种影响规律进行分析。为单晶DD98的微磨削提供了重要的理论基础。     

雾化施液抛光中化学作用和机械作用的试验研究

研究了单独的化学作用和机械作用对材料去除率的影响,通过设计单因素试验来研究抛光压力、抛光盘转速、雾液流量、氧化剂浓度对材料去除率的影响,分析雾化试验抛光中化学作用和机械作用的机理。研究表明,雾化施液化学机械抛光是化学作用和机械作用共同作用的过程,无论单独增加抛光压力、抛光盘转速、雾液流量和氧化剂浓度等其中任一因素,都不能获得材料去除率的持续增加,说明化学作用与机械作用是相互协同的作用。     

风冷却无心磨削的实用化

在传统的无心磨削加工中,出于冷却、润滑和净化的目的,一般都需向磨削区供给磨削液,以提高磨削效能。但是,磨削液在磨削过程中会雾化产生油雾,不仅污染环境,危害操作者的健康,且处理废弃的磨削和液磨屑还需化费一定的费用。采用新的低温压缩空气冷却法,就能免除磨削液雾化产生的油雾,消除环境污染原。此外,由于在磨削区下方配置有吸尘装置,可将所用的冷气和磨屑一起吸入,滤净磨屑后,冷气重新返回冷却循环、磨屑亦易回收利用。一、风冷却无心磨削系统的构成风冷却无心磨削系统与磨削液冷却无心磨削系统的区别如图1所示。在传统…     

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...     

流体润滑状态下润滑油拖动特性的试验研究

在稳态条件下,对某液力传动油的拖动特性进行了试验研究,分析载荷、主轴转速及轴承供油压力对液力传动油拖动特性的影响.结果表明:主轴转速对油膜压力分布影响最大,油膜压力随主轴转速的增加先增加后下降;在相同载荷下,拖动系数随主轴转速的增加而增加,在相同转速下,拖动系数随载荷的增加而小幅减小.     

MQZ01枪钻装置

枪钻起初用于军火工业。用它能钻出笔直而圆的深孔(枪管孔),故叫枪钻。枪钻与麻花钻主要区别是:枪钻在使用中需供给充分的高压切削液。切削液从钻杆中心到达刃口,冲出切屑。枪钻钻头与主轴一起旋转。工件直线进给,或主轴既旋转又进给,达到切削之目的。由于枪钻加工出的孔,其尺寸精度、位置精度、形状精度以及表面粗糙度都是麻花钻加工所无法比拟的,所以,应用日益广泛。MQZ01枪钻装置主要用于枪钻加工的工艺研究(如进给量、转速、供液压力、流量等)。所以,该装置除了采用一般枪钻必须采用的切削液供压系统、高压旋转密封装置等以外,主轴支承由普通轴承改为全静压轴承,以提高主轴旋转的精度和寿命。为了在一机上能钻出不同直径的孔,主轴采用无级调速     

不锈钢超细长深孔钻削试验研究

针对0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢在内排屑深孔钻削中存在的断屑困难、刀具磨损严重以及表面质量差等问题,开展了0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢的内排屑深孔钻削试验研究。采用正交试验法研究了主轴转速、进给量和切削液流量对切屑形态的影响规律。试验结果表明,主轴转速为195r/min,进给量为0.25mm/r,切削液流量为110L/min时,可以获得75%的细长螺旋屑,有利于切屑顺利排出,有效提高加工效率。     

金属加工液油雾的收集与优化分析

文中论述了金属加工液油雾的形成原理,针对影响油雾形成的各项因素,采取了以降低油雾浓度为目的的一系列有效方法。通过试验分析,得出各项措施的最优解,为以后金属加工液油雾的处理提供了依据。     

线型静电纺丝泰勒锥自组织成形影响分析

采用一种自制线型自由液面静电纺丝装置考察聚合物溶液浓度、工作电压、喷头转速及电极丝直径4个工艺参数对聚合物泰勒锥成形及其线密度的影响，应用响应面法设计实验方案，同时建立工艺参数与聚合物泰勒锥尺寸间的数学模型，量化响应与输入间的关系。实验中泰勒锥平均尺寸为0.327～0.797 mm，相对标准偏差为8.19%～14.31%，平均线密度为0.583～0.237 pcs/mm。研究结果表明：一定条件下PVDF泰勒锥平均直径随着聚合物溶液浓度、工作电压的增加而减小，随着电极丝直径的增加而增大，受喷头转速影响较小；并得出上述4个因素对泰勒锥平均直径的影响由大到小依次排序为：电极丝直径、溶液浓度、工作电压、喷头转速。     

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。     

关于无油工艺螺杆压缩机实际吸气量的研究

针对螺杆压缩机气缸内泄漏及轴封结构对实际吸气量影响很大的问题,搭建了无油工艺螺杆压缩机性能测试实验台,并在压缩机性能测试实验台上,进行了变排气压力、变喷液量和变转速实验,得到了排气压力、喷液量以及转速对平衡管回流量、气缸内泄漏以及吸气量的影响关系曲线。研究结果表明:一般情况下,随着喷液量的增加,吸气量先快速增加后趋近于一个定值;随着排气压力的增加,压缩机的吸气量减小;随着转速的增加,压缩机的吸气量增加。该结果为合理设计压缩机转速、喷液量提供指导。     

氧化锆陶瓷超声磨削实验及磨削力模型研究

为了研究氧化锆陶瓷超声磨削机理,分别设计了超声和非超声磨削情况三因素-三水平的正交试验,基于实验数据开展了磨削力影响因素分析和极差分析,并构建了磨削力模型。研究结论如下:超声磨削情况下,磨削力随主轴转速的提高而降低,随磨削深度、进给速度的增大而增大;沿进给方向的力和沿磨削宽度方向的磨削力主次影响顺序为主轴转速、磨削深度、进给速度,沿磨削深度的磨削力主次影响顺序为主轴转速、进给速度、磨削深度;非超声磨削情况下,磨削力随主轴转速和磨削深度的增大而降低,随进给速度的增大而增大;三个方向的磨削力的主次影响顺序都为主轴转速、进给速度、磨削深度。对比超声和非超声,发现超声磨削情况下可获得20%～30%磨削力减小,且超声对金刚石磨头的磨损程度最小。研究可为氧化锆陶瓷磨削机理研究提供重要参考。     

气动供给切削液装置

采用图示的气动供给切削液装置可以大大提高切削液的供液效果,延长刀具耐用度。该装置是由贮液箱1(包括工作部Ⅰ和溢流部Ⅱ)、过滤器2和3、集液盘5、喷嘴6、箱盖8、喷吸器9、气阀11、节气阀12、水管13及管道4、7和10等组成。工作时,开动气阀11,压缩空气将以P_c=0.4MPa的压力从管路中压出,产生高压气流。高压气流在水管13的上部通过时会形成负压,而将切削液从贮液箱中吸出,并击成雾滴状。上述高速气液流通过管道7和喷嘴6将迅速喷向切削区。这种高速气流带着微小液滴的切削液渗透到切削区,在高温下会迅速汽化,吸收大量的热量,从而能有效地降低切削温度。而在集液盘中收集的废液经过滤器过滤后可流回贮液箱继续使用。节气阀12是用来改变管路中的压力,以便调整切削液的流量。而气阀11则可利用电信号(通常直流电压U=     

主轴箱润滑系统的改进

通过对卧式车床主轴箱增加主轴前轴承温度测量反馈装置,并对主轴和Ⅰ轴的进油、回油、密封结构进行技术改进,大大提高了主轴箱润滑系统的安全性、可靠性.