纳米流体微量润滑磨削砂轮/工件界面摩擦学特性与实验研究
发布时间：2023-04-10 18:02
磨削加工是现代机械加工中重要的组成部分之一。由于磨削加工具有高的切削速度、高的能量消耗和恶劣的工作环境。此外,磨削为磨粒的负前角切削,所以在磨削区会伴随有较大的摩擦和高温高压现象。因此,润滑在磨削加工中将扮演极其重要的角色。具有高速相对摩擦运动的砂轮与工件两摩擦副间需要良好的润滑来保证正常的加工过程。润滑液在减小摩擦磨损、清除切屑和提高砂轮使用寿命起到重要作用,这也是实现良好的工件表面质量,避免热损伤等重要的组成部分。由于环保意识的增强和工人健康的问题,传统润滑液有着逐渐被取代的趋势。纳米流体,在基油中添加纳米粒子而制备成的润滑液,是一种新型高效、环保、低碳、清洁的润滑液。它不仅提高了磨削区的热传递能力,而且增加了摩擦副间的润滑性能。本文对微量润滑液从基础油的研究到纳米粒子的选取,以及纳米流体的最佳润滑浓度的匹配,最后到润滑液与工件间加工匹配性的优化进行了系统的理论和实验研究。具体主要内容如下:1、研究了纳米流体微量润滑磨削相关的加工机理,探究了磨粒切削加工的机制和润滑性能评价参数。通过微观滑动磨削力建立了磨削力的数学模型,使用了磨削力、摩擦系数,比磨削能、G比率以及工件表面和砂轮表面...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 润滑方式的发展
1.2.1 浇注式润滑
1.2.2 干式磨削加工
1.2.3 低温冷却润滑
1.2.4 微量润滑
1.2.5 纳米流体微量润滑
1.3 国内外研究现状及分析
1.3.1 微量润滑的研究现状
1.3.2 纳米流体微量润滑的研究现状
1.3.3 不同工况下微量润滑的研究现状
1.4 课题来源及研究的主要内容
1.5 课题研究意义
第2章 纳米流体微量润滑磨削加工机理
2.1 引言
2.2 平面磨削加工理论
2.2.1 磨粒切削刃的磨削模型
2.2.2 磨粒对工件材料的切削作用
2.3 磨削性能评价参数
2.3.1 磨削力
2.3.2 摩擦系数与滑动摩擦系数
2.3.3 磨削热
2.3.4 磨削G比率
2.3.5 工件表面完整性
2.3.6 砂轮磨损和磨屑形成
2.4 磨削温度的测量方法
2.4.1 直接接触测温法
2.4.2 非接触测温法
2.5 本章小结
第3章 植物油微量润滑磨削砂轮/工件界面润滑性能实验研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备与磨削参数
3.2.2 实验材料
3.2.3 实验设计
3.3 实验结果
3.3.1 摩擦系数
3.3.2 比磨削能
3.3.3 磨削G比率
3.4 实验结果分析与讨论
3.4.1 植物油MQL与浇注式润滑性能比较
3.4.2 植物油分子结构对润滑性能的影响
3.4.3 植物油成分对润滑性能的影响
3.4.4 植物油粘度对润滑性能的影响
3.4.5 工件表面形貌和表面粗糙度
3.5 本章小结
第4章 纳米流体微量润滑磨削砂轮/工件界面润滑性能实验研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备与磨削参数
4.2.2 实验材料
4.2.3 实验设计
4.3 实验结果
4.3.1 比滑动磨削力
4.3.2 滑动摩擦系数
4.3.3 比滑动磨削能
4.3.4 磨削G比率
4.4 实验结果分析与讨论
4.4.1 三种润滑条件下润滑性能比较
4.4.2 纳米粒子物理性质对润滑性能的影响
4.4.3 纳米流体的粘度对润滑性能的影响
4.4.4 金刚石纳米流体润滑性能的分析
4.4.5 工件表面粗糙度和表面形貌
4.5 本章小结
第5章 纳米流体在摩擦磨损和磨削加工中的摩擦学性能对比研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验设备与实验参数
5.2.2 实验材料
5.2.3 实验设计
5.3 实验结果与分析
5.3.1 摩擦学试验结果
5.3.2 磨损表面形貌分析和摩擦膜的形成
5.3.3 摩擦磨损实验与磨削实验的比较
5.4 本章小结
第6章 不同浓度Al2O3纳米流体MQL磨削砂轮/工件界面摩擦学性能实验研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验设备与磨削参数
6.2.2 实验材料
6.2.3 实验设计
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 宏观磨削性能参数
6.3.2 表面微观特性与形貌分析
6.3.3 动态粘度和接触角的影响
6.3.4 Al2O3纳米粒子减摩抗磨机制
6.4 本章小结
第7章 基于田口法对不同植物油纳米流体MQL磨削不同工件材料工艺参数优化设计
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 实验设备与磨削参数
7.2.2 实验材料
7.2.3 实验设计
7.3 实验结果统计分析与讨论
7.3.1 信噪比分析
7.3.2 方差分析
7.3.3 验证实验
7.3.4 微观结构和形貌分析
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果及奖励
致谢
本文编号：3788575
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 润滑方式的发展
1.2.1 浇注式润滑
1.2.2 干式磨削加工
1.2.3 低温冷却润滑
1.2.4 微量润滑
1.2.5 纳米流体微量润滑
1.3 国内外研究现状及分析
1.3.1 微量润滑的研究现状
1.3.2 纳米流体微量润滑的研究现状
1.3.3 不同工况下微量润滑的研究现状
1.4 课题来源及研究的主要内容
1.5 课题研究意义
第2章 纳米流体微量润滑磨削加工机理
2.1 引言
2.2 平面磨削加工理论
2.2.1 磨粒切削刃的磨削模型
2.2.2 磨粒对工件材料的切削作用
2.3 磨削性能评价参数
2.3.1 磨削力
2.3.2 摩擦系数与滑动摩擦系数
2.3.3 磨削热
2.3.4 磨削G比率
2.3.5 工件表面完整性
2.3.6 砂轮磨损和磨屑形成
2.4 磨削温度的测量方法
2.4.1 直接接触测温法
2.4.2 非接触测温法
2.5 本章小结
第3章 植物油微量润滑磨削砂轮/工件界面润滑性能实验研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备与磨削参数
3.2.2 实验材料
3.2.3 实验设计
3.3 实验结果
3.3.1 摩擦系数
3.3.2 比磨削能
3.3.3 磨削G比率
3.4 实验结果分析与讨论
3.4.1 植物油MQL与浇注式润滑性能比较
3.4.2 植物油分子结构对润滑性能的影响
3.4.3 植物油成分对润滑性能的影响
3.4.4 植物油粘度对润滑性能的影响
3.4.5 工件表面形貌和表面粗糙度
3.5 本章小结
第4章 纳米流体微量润滑磨削砂轮/工件界面润滑性能实验研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验设备与磨削参数
4.2.2 实验材料
4.2.3 实验设计
4.3 实验结果
4.3.1 比滑动磨削力
4.3.2 滑动摩擦系数
4.3.3 比滑动磨削能
4.3.4 磨削G比率
4.4 实验结果分析与讨论
4.4.1 三种润滑条件下润滑性能比较
4.4.2 纳米粒子物理性质对润滑性能的影响
4.4.3 纳米流体的粘度对润滑性能的影响
4.4.4 金刚石纳米流体润滑性能的分析
4.4.5 工件表面粗糙度和表面形貌
4.5 本章小结
第5章 纳米流体在摩擦磨损和磨削加工中的摩擦学性能对比研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验设备与实验参数
5.2.2 实验材料
5.2.3 实验设计
5.3 实验结果与分析
5.3.1 摩擦学试验结果
5.3.2 磨损表面形貌分析和摩擦膜的形成
5.3.3 摩擦磨损实验与磨削实验的比较
5.4 本章小结
第6章 不同浓度Al2O3纳米流体MQL磨削砂轮/工件界面摩擦学性能实验研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验设备与磨削参数
6.2.2 实验材料
6.2.3 实验设计
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 宏观磨削性能参数
6.3.2 表面微观特性与形貌分析
6.3.3 动态粘度和接触角的影响
6.3.4 Al2O3纳米粒子减摩抗磨机制
6.4 本章小结
第7章 基于田口法对不同植物油纳米流体MQL磨削不同工件材料工艺参数优化设计
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 实验设备与磨削参数
7.2.2 实验材料
7.2.3 实验设计
7.3 实验结果统计分析与讨论
7.3.1 信噪比分析
7.3.2 方差分析
7.3.3 验证实验
7.3.4 微观结构和形貌分析
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果及奖励
致谢
本文编号：3788575
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