微量油膜附水滴切削性能的试验研究.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程(ModemM锄ufact血ngEn舀neering)2015年第1期微量油膜附水滴切削性能的试验研究+马国红，刘永姜，杜盼盼，安波(中北大学机械与动力工程学院，太原030051)摘要：通过对微量油膜附水滴切削液切削、干切削和乳化液切削进行对比试验，研究了微量油膜附水滴的切削性能。结果表明：微量油膜附水滴切削液能够显著提高切削性能；与干切削和乳化液润滑切削相比，采用微量油膜附水滴切削液能够降低切削力和加工表面的粗糙度值，延长刀具的使用寿命。关键词：微量油膜附水滴；切削性能；切削试验；绿色加工技术中图分类号：THll7文献标志码：A文章编号：167l-313

2、3(2015)叭—008l—04Experimentalresearch0fthecuttingpe啪rma耻e吣ingons伽WaterMaGuohong，LiuYon舀iang，DuPanpan，AnBo(SchoolofMech肌icalandPowerEngineering，NonhUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abs昀ct：necuttiIlgpe而nIlanceofOilsonwater(00W)isstudiedtIlmughcomp啪tiveexpedmentfor00w，drycutting肌demIllsion．Ther

3、esulthasiuustratedtllat00Wc锄impmvethecuttingperfom粕ce．Comparedwi山drycuttingandemulsion，u。sing00Wnotolllycandeducet11ecuttingforce柚dtlIemughnessofthemachinedsuIface，butalsomaypmlongt00llife．Keywords：0ilsonWater(OoW)；cuttingpe而册趴ce；cuttingtest；greenm肌ufacturingtechnology0引言在机械切削加工过程中，切削区存在高温、高压现象。

4、采用浇注式的冷却润滑方式虽然可以起到一定的冷却效果，但效果不明显，这是因为切削液渗透效率不高，特别是在高速加工时效率更低⋯，因此，传统的冷却润滑方式不仅浪费大量的切削液，而且排放的加工废液造成了环境污染，切削液中硫磺、磷和氯等元素添加剂有可能会对人体造成损害旧1。从保护环境和降低生产成本的角度出发，人们迫切需要开发一种可改善生产和生态环境的新型绿色加工技术。为了确保在减少切削液用量的同时又不降低切削加工的效果，国内外相关单位开发研制了新型的绿色切削技术，随后相继提出了干切削、低温冷风、液氮冷却、气体射流冷却、微量润滑(MinimalQuantityLu一晡cation，MQL)、水蒸气

5、冷却和微量油膜附水滴(OilsonWater，00W)等冷却润滑方式¨1。微量油膜附水滴(Oow)冷却润滑技术是将微量植物油和微量水经压缩空气和特殊喷嘴，雾状化并形成表面吸附一薄层油膜的微小水滴，然后经压缩空气以一定速度喷射到工件加工面和刀具表面的技术。残留在工件表面的少量水会被加工产生的切削热带走或蒸发掉，而微量油膜能起到润滑和防锈的作用，由于油膜的扩张性和亲水性，会在工件加工面和刀具表面上产生良好的润滑和冷却效果M1。本文采用微量油膜附水滴冷却润滑方式进行切削试验，研究微量油膜附水滴的切削性能。1试验研究1．1试验工件及刀具工件：材料为45碳素结构钢，直径d=60mm，长度￡=l0

6、00mm。刀具：材料为硬质合金，前角7。=15。，后角％=100，主偏角K，=600，副偏角K’，=10。，刃倾角A。=00。1．2试验装置及测试设备1)试验机床：C620．1普通车床。2)OoW切削液供给装置：机械加工复合喷雾系统及特殊多段式喷嘴。3)测试设备：车削测力仪，表面粗糙度检测仪，游标卡尺，500倍显微镜。·教育部博士点专项基金资助项目(20050204)；山西省科技攻关项目(20080209zx)；山西省自然科学基金资助项目(2012011046-12)；2011年中北大学科学基金项目812015年第1期现代制造工程(ModemM姐uf她turingEn舀needng)1

7、．3试验方法及条件切削加工过程中的润滑大多属于边界润滑，在这种背景下，微量油膜附水滴切削液主要从4个方向喷射进入切削区，切削液喷射进入切削区的方向示意如图l所示，A向表示切削液沿着平行于刀具后刀面的方向进入切削区，B向表示切削液沿着平行于刀具前刀面的方向进入切削区，c向表示切削液沿着垂直于刀具前刀面的方向进入切削区，D向表示切削液沿着垂直于刀具侧面的方向进入切削区。在切削过程中，当后刀面磨损不严重时，切削液沿着平行于刀具后刀面的方向(A向)进入