基于0Cr18Ni9不锈钢的微量油膜附水滴切削性能试验研究

发布时间：2017-09-28 00:33

  本文关键词：基于0Cr18Ni9不锈钢的微量油膜附水滴切削性能试验研究

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【摘要】：本文从低碳经济战略角度出发，针对我国当前制造业中金属切削液的使用现状，提出了绿色环保的微量油膜附水滴（OoW，Oils onWater）切削技术。微量油膜附水滴切削技术是一种新兴的绿色制造技术，其发生机理是将微量可自然降解植物油和水经高压冷空气作用，经复合喷嘴混合并充分雾化，在高压作用下喷射至切削区域进行冷却润滑作用。本文针对OoW切削液的切削性能对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢做了大量的切削试验研究。 文中开展的主要研究工作如下： （1）利用正交试验法设计了切削力和工件表面粗糙度的切削试验方案，提升了因素水平数和取值范围，减少了试验次数，从而降低了试验成本。 （2）建立了干切削、乳化液和OoW切削液三种切削加工方式下的切削力和表面粗糙度模型，经验证其模型线性关系高度显著。 （3）对正交试验中采集到的切削力和表面粗糙度数据进行了极差分析和方差分析，数据结果表明：在试验参数范围内，采用OoW切削液时，切削加工中的切削力和工件表面粗糙度值比干切削和乳化液切削时小，切削力分别下降了6.5%和4.7%，工件表面粗糙度值分别下降了19.1%和17.3%，且数值变化区间小，加工工艺更稳定。 （4）针对OoW切削方式对刀具寿命的影响做了相关试验研究，利用超景深显微观测系统对刀具前刀面和后刀面磨损值进行测量，并绘制了后刀面磨损曲线，试验结果表明：OoW切削方式可有效延缓刀具磨损，提高刀具寿命，降低生产成本。 本文在切削力和工件表面粗糙度的试验研究中，针对试验设计，因变量模型建立、因变量影响因素分析等方面做了积极探索，丰富和完善了切削试验研究方法，并对刀具寿命的性能做了相关试验研究。微量油膜附水滴切削液具有良好的润滑、冷却效果，从美化环境和可持续发展角度出发，，具有广阔的应用前景。
【关键词】：微量油膜附水滴 0Cr18Ni9 切削力 表明粗糙度 刀具寿命
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG506.71
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究背景10-13
• 1.3 绿色制造技术研究现状13-17
• 1.3.1 绿色干式切削技术13-14
• 1.3.2 低温冷风切削技术14-15
• 1.3.3 最少量润滑切削技术（MQL）15-16
• 1.3.4 液氮冷却切削技术16-17
• 1.4 微量油膜附水滴切削技术研究现状17-18
• 1.5 本文主要研究内容18-20
• 第2章 正交试验方案设计20-43
• 2.1 试验加工条件20-24
• 2.1.1 切削加工机床与刀具20-21
• 2.1.2 切削加工工件材料21-22
• 2.1.3 冷却润滑条件22-24
• 2.2 试验测量设备24-27
• 2.2.1 切削力测量设备24-26
• 2.2.2 表面粗糙度测量设备26-27
• 2.3 试验方案27-37
• 2.3.1 正交试验方法27-32
• 2.3.2 试验方案设计32-36
• 2.3.3 试验实施方案36-37
• 2.4 试验数据处理理论与研究37-42
• 2.4.1 回归方程极差分析38-39
• 2.4.2 回归方程方差分析39-42
• 2.5 本章小结42-43
• 第3章 切削力试验研究43-56
• 3.1 切削力数据采集43-44
• 3.2 切削力极差分析44-47
• 3.2.1 因素显著性分析44-46
• 3.2.2 切削参数对切削力的影响46-47
• 3.3 切削力方差分析47-54
• 3.3.1 建立切削力模型47
• 3.3.2 回归方程方差分析47-51
• 3.3.3 切削力试验结果分析51-54
• 3.4 本章小结54-56
• 第4章 表面粗糙度试验研究56-68
• 4.1 表面粗糙度数据采集56-57
• 4.2 表面粗糙度极差分析57-60
• 4.2.1 因素显著性分析57-59
• 4.2.2 切削参数对表面粗糙度的影响59-60
• 4.3 表面粗糙度方差分析60-67
• 4.3.1 建立表面粗糙度模型60
• 4.3.2 回归方程方差分析60-64
• 4.3.3 表面粗糙度试验结果分析64-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第5章 刀具寿命试验研究68-76
• 5.1 刀具磨损的形态和磨钝标准68-70
• 5.1.1 刀具磨损的形态68-70
• 5.1.2 刀具的磨钝标准70
• 5.2 刀具寿命试验设计70-73
• 5.2.1 试验方案70-71
• 5.2.2 磨损量测量方案71-73
• 5.3 刀具寿命试验结果分析73-75
• 5.3.1 刀具前刀面磨损73
• 5.3.2 刀具后刀面磨损73-74
• 5.3.3 刀具磨损曲线74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间研究成果83-84
• 致谢84-85

【参考文献】

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本文编号：932841