微量润滑系统参数对加工残余应力影响试验
发布时间：2021-08-08 11:21
微量润滑（MQL）切削是一种绿色加工技术。为了解MQL系统对加工残余应力影响,通过45钢车削正交试验,研究MQL系统的空气压力、润滑液用量、喷射距离、油雾温度对加工残余应力的影响。试验结果表明:油雾温度对加工残余应力的影响最大,润滑液用量也有一定的影响,空气压力和喷射距离的影响不显著;油雾温度降低,残余（拉）应力变小;润滑液用量增加,残余（拉）应力变小;MQL系统对加工残余应力的影响机制是通过改变油雾的冷却能力和渗透性,改变残余应力热力耦中的热效应。
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(13)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
试验设备
油雾温度和润滑液用量对残余应力影响的试验结果如图2所示,图2(a)显示残余(拉)应力随油雾温度的降低而变小,这表明降低MQL的油雾温度可以有效地降低加工残余(拉)应力。降低油雾温度可以提高冷却性能和渗透性,形成强冷作用,从而对残余应力的热效应产生影响。根据以往研究,常温MQL的冷却机制主要是相变汽化吸热,其次是热交换吸热。油雾温度降低时,油雾的热交换能力大幅度提升,冷却性能显著提高,直接明显降低切削温度;另外,低温油雾可以改善渗透性,提高切削区深处的润滑液膜生成能力,优化刀具-工件-切屑接触面的摩擦,减少摩擦发热,间接减少切削热。所以低温油雾可以显著强化冷却性能,通过直接和间接的方法减少切削热,也就可以大幅度地降低工件表面热效应,从而降低残余(拉)应力值。图2(b)显示随着润滑液用量的增加,残余(拉)应力减小。MQL油雾是由气体和润滑液颗粒组成,油雾的相变吸热是由润滑液颗粒来完成,交换吸热则由气体和润滑液颗粒共同进行,由于液体比热容远大于气体,所以液体热交换能力要大于气体。MQL润滑液用量本来就很少,即使润滑液用量少量增加,油雾中润滑液颗粒比例也大幅增大,既提高相变汽化吸热能力,同时也提高热交换能力,所以油雾的冷却能力得到明显提高。另外,油雾中液体颗粒的增加,也可以改善切削区深处的润滑油膜的形成,可以起到改善摩擦、减少切削热的作用。因此,润滑液用量的增加可以抑制热效应,降低残余(拉)应力。理论上喷射距离改变时,空气压力和润滑浓度都会改变,对油雾的冷却性能和渗透性都会有影响,从而影响到热效应和机械效应,最后影响残余拉应力。试验结果显示喷射距离对残余应力影响微小,说明喷射距离需要大幅度变化才能体现出作用效果,小范围的喷射距离变化,它对残余应力的影响受到剧烈的切削活动和复杂的热力耦合的抑制,无法明显体现出来,基本可以忽略不计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温微量润滑高速车削高强度钢表面质量研究[J]. 张慧萍,靳杰,王尊晶,刘二亮. 哈尔滨理工大学学报. 2019(06)
[2]定向内冷车刀及其切削性能[J]. 彭锐涛,降皓鉴,唐新姿,张珊. 中国机械工程. 2019(21)
[3]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)
[4]镍基高温合金铣削加工的残余应力研究[J]. 张颖琳,陈五一. 航空制造技术. 2016(03)
[5]不锈钢微量润滑车削残余应力的研究[J]. 覃孟扬,贺爱东,叶邦彦,梁立东,周莉. 机床与液压. 2015(23)
[6]微量润滑对切削加工残余应力的影响[J]. 贺爱东,叶邦彦,覃孟扬,徐兰英,梁立东. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]高温合金GH4169低温微量润滑插铣切削力试验研究[J]. 田荣鑫,田卫军,姚倡锋,杨攀. 航空精密制造技术. 2015(05)
[8]微量润滑条件下铣削速度对油雾浓度的影响分析[J]. 赵威,陈冲,何宁,李亮,任斐,梁鑫光. 南京航空航天大学学报. 2015(03)
[9]基于热力耦合分析的预应力切削残余应力研究[J]. 覃孟扬,叶邦彦,贺爱东. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
博士论文
[1]新型低温MQL装置的研制与难加工材料低温高速切削机理研究[D]. 苏宇.南京航空航天大学 2007
本文编号：3329860
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(13)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
试验设备
油雾温度和润滑液用量对残余应力影响的试验结果如图2所示,图2(a)显示残余(拉)应力随油雾温度的降低而变小,这表明降低MQL的油雾温度可以有效地降低加工残余(拉)应力。降低油雾温度可以提高冷却性能和渗透性,形成强冷作用,从而对残余应力的热效应产生影响。根据以往研究,常温MQL的冷却机制主要是相变汽化吸热,其次是热交换吸热。油雾温度降低时,油雾的热交换能力大幅度提升,冷却性能显著提高,直接明显降低切削温度;另外,低温油雾可以改善渗透性,提高切削区深处的润滑液膜生成能力,优化刀具-工件-切屑接触面的摩擦,减少摩擦发热,间接减少切削热。所以低温油雾可以显著强化冷却性能,通过直接和间接的方法减少切削热,也就可以大幅度地降低工件表面热效应,从而降低残余(拉)应力值。图2(b)显示随着润滑液用量的增加,残余(拉)应力减小。MQL油雾是由气体和润滑液颗粒组成,油雾的相变吸热是由润滑液颗粒来完成,交换吸热则由气体和润滑液颗粒共同进行,由于液体比热容远大于气体,所以液体热交换能力要大于气体。MQL润滑液用量本来就很少,即使润滑液用量少量增加,油雾中润滑液颗粒比例也大幅增大,既提高相变汽化吸热能力,同时也提高热交换能力,所以油雾的冷却能力得到明显提高。另外,油雾中液体颗粒的增加,也可以改善切削区深处的润滑油膜的形成,可以起到改善摩擦、减少切削热的作用。因此,润滑液用量的增加可以抑制热效应,降低残余(拉)应力。理论上喷射距离改变时,空气压力和润滑浓度都会改变,对油雾的冷却性能和渗透性都会有影响,从而影响到热效应和机械效应,最后影响残余拉应力。试验结果显示喷射距离对残余应力影响微小,说明喷射距离需要大幅度变化才能体现出作用效果,小范围的喷射距离变化,它对残余应力的影响受到剧烈的切削活动和复杂的热力耦合的抑制,无法明显体现出来,基本可以忽略不计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温微量润滑高速车削高强度钢表面质量研究[J]. 张慧萍,靳杰,王尊晶,刘二亮. 哈尔滨理工大学学报. 2019(06)
[2]定向内冷车刀及其切削性能[J]. 彭锐涛,降皓鉴,唐新姿,张珊. 中国机械工程. 2019(21)
[3]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)
[4]镍基高温合金铣削加工的残余应力研究[J]. 张颖琳,陈五一. 航空制造技术. 2016(03)
[5]不锈钢微量润滑车削残余应力的研究[J]. 覃孟扬,贺爱东,叶邦彦,梁立东,周莉. 机床与液压. 2015(23)
[6]微量润滑对切削加工残余应力的影响[J]. 贺爱东,叶邦彦,覃孟扬,徐兰英,梁立东. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]高温合金GH4169低温微量润滑插铣切削力试验研究[J]. 田荣鑫,田卫军,姚倡锋,杨攀. 航空精密制造技术. 2015(05)
[8]微量润滑条件下铣削速度对油雾浓度的影响分析[J]. 赵威,陈冲,何宁,李亮,任斐,梁鑫光. 南京航空航天大学学报. 2015(03)
[9]基于热力耦合分析的预应力切削残余应力研究[J]. 覃孟扬,叶邦彦,贺爱东. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
博士论文
[1]新型低温MQL装置的研制与难加工材料低温高速切削机理研究[D]. 苏宇.南京航空航天大学 2007
本文编号：3329860
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