【摘要】：與微量潤(rùn)滑相比,靜電噴霧技術(shù)不僅可以有效減小刀具磨損,并且大幅度地降低了工作環(huán)境的油霧濃度,對(duì)環(huán)境造成的污染小。但是,本課題組的研究者僅能使用一種納米流體(油基或水基),并沒(méi)有結(jié)合兩者的綜合能力來(lái)提升冷卻潤(rùn)滑性能,以滿(mǎn)足高效切削對(duì)冷卻潤(rùn)滑的高要求。為了進(jìn)一步提高微量潤(rùn)滑冷卻能力,本課題基于同軸靜電霧化理論,充分結(jié)合油基納米流體的高潤(rùn)滑性能和水基納米流體的高冷卻性能,提出基于納米流體同軸靜電霧化的高效切削方法研究,旨在近一步提高加工效率以及發(fā)展新型高效綠色切削技術(shù)。主要研究工作如下:1.納米流體同軸靜電霧化切削霧化形態(tài)研究在同軸靜電霧化切削霧化試驗(yàn)裝置上,進(jìn)行了油基納米流體和水基納米流體兩種互不相溶液體介質(zhì)的同軸靜電霧化切削霧化試驗(yàn),探討了電壓、流量和內(nèi)外層流體改變(類(lèi)型與納米流體體積分?jǐn)?shù))對(duì)同軸靜電霧化切削霧化形態(tài)的影響。發(fā)現(xiàn)錐射流是適合用于切削加工冷卻潤(rùn)滑的同軸靜電霧化模式,研究了不同冷卻潤(rùn)滑條件下形成錐射流的電壓范圍。2.微量納米流體同軸靜電霧化換熱性能在搭建的同軸靜電霧換熱試驗(yàn)裝置上,進(jìn)行穩(wěn)態(tài)換熱試驗(yàn),并測(cè)得其換熱系數(shù),結(jié)合納米流體熱物性,探索了內(nèi)外層流體改變(類(lèi)型與納米流體體積分?jǐn)?shù))對(duì)同軸靜電霧化冷卻性能的影響,并分析其換熱機(jī)理及規(guī)律。3.微量納米流體同軸靜電霧化切削試驗(yàn)在搭建的同軸靜電霧化切削系統(tǒng)上,進(jìn)行了鈦合金銑削試驗(yàn),檢測(cè)了切削空氣環(huán)境質(zhì)量。結(jié)果表明,與同軸靜電噴霧切削相比,以水基納米流體和LB2000植物性潤(rùn)滑油為內(nèi)外層流體條件下的刀具后刀面最大磨損、刀尖磨損和刀-工邊界磨損方面磨損明顯減小,而且其油霧濃度也滿(mǎn)足國(guó)際規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。從切削性能和環(huán)境性能綜合來(lái)看,以水基納米流體和LB2000植物性潤(rùn)滑油為內(nèi)外層流體的同軸靜電霧化是鈦合金綠色銑削合適的冷卻潤(rùn)滑方式。
【圖文】：

霧化質(zhì)量對(duì)于實(shí)際切削加工效果具有重要影響。本章在同置上，進(jìn)行了以不同體積分?jǐn)?shù)的水基和油基納米流體為內(nèi)削霧化試驗(yàn)，，研究了電壓、內(nèi)外層流體流量及類(lèi)型對(duì)霧化金屬切削加工的同軸靜電霧化形態(tài)，為霧化參數(shù)合理選用同軸靜電霧化切削構(gòu)想納米流體同軸靜電霧化切削構(gòu)想示意圖。如圖 2.1 所示，高嘴相連接，正極輸出端與刀具和工件間接連接并接地，水注射泵輸送到同軸噴嘴內(nèi)外層。當(dāng)啟動(dòng)高壓靜電發(fā)生器時(shí)馳豫時(shí)間遠(yuǎn)小于油基納米流體，電荷分布于水基納米流體界面上，作用于界面上的電場(chǎng)力克服界面張力并通過(guò)界面體隨著內(nèi)層水基納米流體一起形成同軸射流，射流末端的場(chǎng)力的作用下飛向切削區(qū)域。

1 外噴嘴 2 內(nèi)噴嘴 3 可拆卸端蓋 4 內(nèi)噴嘴接口 5 外噴嘴接圖 2.3 同軸噴嘴Fig. 2.3 Coaxial nozzle表 2.1 相機(jī)參數(shù)Table 2.1 Camera parameters像素?cái)?shù)/傳感器型號(hào) 傳感器尺寸(mm) 0A 310 萬(wàn)/MT9T001(C) 6.55×9.42制備與物性測(cè)試納米管作為納米顆粒，分別以去離子水和 LB2000 植制備了水基納米流體和油基納米流體。所選用的納米.3。制備納米流體時(shí)，根據(jù)公式 2.1 計(jì)算，制備過(guò)程中量分?jǐn)?shù)進(jìn)行稱(chēng)量，采用電子天平稱(chēng)量相應(yīng)的納米顆粒拌，之后放置在超聲波清洗機(jī)(頻率: 40KHz, 功率: 10
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG501.5

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本文編號(hào)：2595376