文档介绍：目录
摘要………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………2
第1章绪论 3
课题研究的目的和现实意义 3
准干切削技术的研究现状 4
微量润滑(MQL)切削技术 4
微量油膜附水滴(Oil on Water,OoW)切削技术 9
液氮冷却润滑技术 9
低温冷风切削技术 10
水蒸气冷却技术 12
气体射流冷却润滑技术 12
本课题研究内容 13
第2章经济型模块化微量润滑装置结构研究 14
雾化机理分析 14
总体结构方案 16
结构方案I 17
Ⅱ 17
Ⅲ 18
结构方案比较确定 19
19
21
第3章微量润滑装置气—液流体动力学模型 22
油雾器油雾产生的气体动力学模型 22
喷嘴流道内气一液两相动力学模型 23
气液两相流的特性分析 23
25
29
第4章微量润滑装置压力损失、压力—流量变化、雾化观察实验 30
压力损失及压力—流量变化实验 30
试验条件和设备及方案 30
试验结果及分析 30
微量润滑装置雾化观察实验 31
试验条件和设备及方案 31
试验结果及分析 31
33
第5章微量润滑装置冷却效果试验研究 34
切削加工冷却效果的衡量 34
切削试验 34
试验设备和仪器及试件 34
试验方案: 36
试验结果与分析 37
不同喷嘴直径对微量润滑装置冷却润滑效果的影响实验结果与分析 37
不同喷油量的冷却润滑效果的影响实验结果与分析 39
不同油雾器入口压力对冷却润滑效果的影响实验结果与分析 40
不同冷却方式对加工工件表面粗糙度的影响实验结果与分析 42
本章小结 45
第6章结论 46
致谢 48
参考文献 49
附录 51
第1章绪论
课题研究的目的和现实意义
环境、资源、人口是当今社会面临的三大问题。依靠科技进步,实现节资增效,减少废物排放,建立生产、消费与环境、资源相互协调的发展模式已成为人类社会可持续发展的必由之路。进入21世纪,在制造业实施绿色制造已势在必行。切削加工作为制造业重要而应用广泛的加工方法正面临新的挑战,在此背景下,绿色切削加工技术应运而生。
切削加工中的切削液对环境的污染、对操作者健康的伤害,成为当前治理的重点,但是对切削液所造成危害的治理却使制造成本显著增加。为了解决这一问题,产生了干切削新技术,并随后出现了微量润滑切削、冷风切削等准干切削新工艺。干切削加工是绿色制造实施的具体体现,目前己成为切削加工领域的研究热点之一。
根据是否使用切削液及使用量的多少,干切削可分为完全干切削和准(亚)干切削。完全干切削是在切削区中完全不使用或不直接使用任何切削液的切削加工;准(亚)干切削是采用各种方式将少量切削液直接施于切削区的加工[l]。
准干切削将干切削与湿式加工两者的优点相结合,既可满足加工要求,又可使切削液的费用降至最低。通过技术上的措施,准干切削可达到甚至超过湿切削的效果。理想的准干切削以低温或亚低温气体射流为动力,给予切削区最小润滑(满足基本润滑条件)及最大冷却(有限冷却介质达到沸腾汽化的最大冷却效果),可以极大地提高切削过程中的冷却润滑效果。
Minimal Quantity Lubrication技术(简称MQL)是将压缩气体与微量润滑液混合雾化后,喷射到加工区,对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑。在德国,由于人们对它是否同时具有冷却功能还存在意见上的分歧,而分别称之为微量润滑和微量润滑冷却。MQL可以大大减少“刀具-工件”和“刀具-切屑”之间的摩擦,起到抑制温升、降低刀具磨损、防止粘连和提高工件加工质量的作用,使切削液的使用量达到最少,而不降低已加工表面质量,既提高了工效,又不会对环境造成污染[2]。
虽然,现在很多进口的高速切削机床已经配有微量润滑装置,但是都是国外专业润滑公司生产的专用装置,结构上封闭且在技术上高度保密,国内机床企业难以仿制;并且其价格昂贵,作为外购部件整体购入则会大幅提高机床的成本,不适合国内大多数企业的要求。针对这个问题,研究并实现采用经济的模块化气动元