数字化微量润滑装置设计及铣削应用

发布时间：2021-11-15 07:35

　　绿色制造旨在保障产品质量的前提下,综合考虑环境影响和资源效率,是《中国制造2025》规划中重点发展的五项重大工程之一。我国是世界机床保有量第一大国,机床加工时需要消耗大量的润滑油,对环境造成严重的负担,影响国民经济可持续发展。因此,对机床冷却润滑方式的改进需求迫切。微量润滑只需要极少量润滑油就可以满足机床对冷却润滑的需要,是一种绿色、高效和环保的加工方式。但是国内微量润滑装置智能化程度低,无法实现微量润滑系统参数与工艺参数的匹配,制约了国内微量润滑技术的发展。鉴于此,论文定义了微量润滑系统参数,设计一套数字化微量润滑装置实现对系统参数的自动控制,并利用该装置开展了微量润滑条件下的铣削应用。首先,针对国内的微量润滑装置智能化程度低的现状,通过对微量润滑流体的对流换热速率的计算,定义微量润滑系统参数,设计并开发数字化微量润滑装置,为微量润滑参数冷却实验研究和铣削应用打下基础。然后,运用数字化微量润滑装置,选取具有代表性的微量润滑参数进行冷却实验设计和正交实验设计,验证了数字化微量润滑装置的性能。通过冷却性能实验得到了微量润滑参数的主次顺序和最佳的参数组合。最后,开展数字化微量润滑装置铣削技... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微量润滑示意图

1绪论3液体的速度差造成的，当气体和液体进入大气时，混合流体的压强下降同时流体与大气存在的速度差，润滑油液滴会发生二次雾化。后混合式微量润滑的特点是冷却润滑液和高压气体在喷嘴内混合，气液混合的位置离喷嘴口非常近，使得润滑油液滴两边的气压差非常大，并且气体的流速比管道内更快，在压力差和速度差的共同作用下，使得微量润滑液的第一次雾化效果比前混合更好，当混合流体进入空气中，由于流速差润滑油液滴会发生第二次雾化。微量润滑采用植物基润滑油，对环境危害小[4]。微量润滑采用的微量润滑润滑油少，在高压气体的细化作用下能在刀具表面形成润滑油膜，降低切削力防止刀具表面粘接，延长刀具寿命[5-7]。但是微量润滑使用在难加工材料上使用时，对润滑油膜的要求特别高。由于使用的润滑油剂量小，如果不能将少量的润滑油送入切削区有效位置，导致刀具表面缺少润滑油膜，切削区容易出现温度过高的情况，严重影响刀具寿命和工件表面质量。微量润滑增效技术可以解决切削区冷却润滑不足的温度，微量润滑常用的增效技术如图1.2所示，可以通过纳米流体、二氧化碳、低温冷风和低温氮气等方式实现微量润滑增效技术。图1.2微量润滑常用增效技术Fig.1.2commonsynergistictechniquesforMQL微量润滑技术需要将润滑油液滴输送进入切削区，渗透入刀具表面才能达到最佳的冷却润滑效果，但是在加工某些特殊结构如槽结构时，微量润滑很难从外部喷嘴到达切削区。内部微量润滑技术，指用高压气体与极微量的润滑剂混合汽化，形成微米级的液滴，通过主轴和刀具内部的通道直接将混合流体送至切削区

外部微量润滑与内部微量润滑Fig.1.3externalMQLandinternalMQL

【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色切削微量润滑增效技术研究进展[J]. 袁松梅,韩文亮,朱光远,侯学博,王莉.  机械工程学报. 2019(05)
[2]MoS2/CNTs混合纳米流体微量润滑磨削加工表面质量试验评价[J]. 张彦彬,李长河,贾东洲,李本凯,王要刚,杨敏,侯亚丽,张乃庆,吴启东.  机械工程学报. 2018(01)
[3]绿色切削微量润滑技术润滑剂特性研究进展[J]. 袁松梅,朱光远,王莉.  机械工程学报. 2017(17)
[4]高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传递模型[J]. 杨潇,曹华军,陈永鹏,张成龙,周力.  机械工程学报. 2015(19)
[5]低温微量润滑切削304不锈钢的实验研究[J]. 贺爱东,叶邦彦,王子媛.  润滑与密封. 2015(06)
[6]低温冷风MQL技术中微量润滑机理研究[J]. 黄伟.  科技视界. 2015(16)
[7]微量润滑系统参数对切削环境空气质量的影响[J]. 赵威,何宁,李亮,杨吟飞,史琦.  机械工程学报. 2014(13)
[8]低温微量润滑技术在内冷刀具应用研究[J]. 李伟兴.  装备制造技术. 2014(05)
[9]微量润滑平面磨削接触区换热机理的研究[J]. 毛聪,邹洪富,黄勇,周志雄.  中国机械工程. 2014(06)
[10]基于微量润滑的两级雾化仿真与试验研究[J]. 汤羽昌,何宁,赵威,李亮,杨吟飞.  工具技术. 2013(01)

博士论文
[1]CMQL切削机理及加工表面残余应力调控研究[D]. 贺爱东.华南理工大学 2018
[2]微量润滑切削表面残余应力预测建模[D]. 季霞.上海交通大学 2014
[3]油膜附水滴切削液雾化机理理论分析及其实验研究[D]. 刘永姜.中北大学 2010
[4]MQL切削机理及其应用基础研究[D]. 张春燕.江苏大学 2008
[5]水蒸汽作绿色冷却润滑剂的作用机理及切削试验研究[D]. 刘俊岩.哈尔滨工业大学 2005

硕士论文
[1]基于微量润滑磨削的喷嘴雾化仿真与实验研究[D]. 周鑫.长沙理工大学 2015
[2]低温冷风微量润滑技术在钛合金车削加工中的应用研究[D]. 李吉林.西安石油大学 2014
[3]微量润滑车削加工过程与表面完整性实验研究[D]. 康征.上海交通大学 2011
[4]低温微量润滑切削环境空气质量研究[D]. 田佳.南京航空航天大学 2009
[5]纳米金属粉的制备及其润滑性能研究[D]. 乔文凤.南京工业大学 2006
[6]片状纳米石墨和无机类富勒烯二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能[D]. 黄海栋.浙江大学 2006
[7]基于低温氮气和微量润滑技术的钛合金高速铣削技术研究[D]. 李新龙.南京航空航天大学 2004



本文编号：3496334