油膜附水滴绿色切削液雾化机理仿真及其切削性能试验研究

【摘要】随着社会的发展和科学技术的进步，人们对环保的认识越来越深入，对环保的要求越来越高。国家也相应地出台了很多法律法规来保护环境。为了满足日益提高的环保要求，制造行业也不得不改变传统的切削加工方式，推广绿色制造技术的应用。油膜附水滴冷却润滑技术是一种新兴的绿色制造技术。它使用水作为冷却介质，使用可自然降解的植物油作为润滑介质。在高压高速空气的作用下，油和水经过充分雾化和混合形成油膜附水滴切削液。油膜附水滴切削液油和水的消耗量很少，但其冷却润滑效果却非常显著，是一种应用前景非常广阔的绿色制造技术。本文在流体力学、流体雾化理论和喷嘴设计理论的基础上设计了一款多段式油膜附水滴复合雾化喷嘴。应用Fluent软件对喷嘴的内部流场进行了仿真和分析，结果显示喷嘴的结构可以增大流体的压强和相对速度，有利于射流的破裂和雾化。仿真结果表明本文所设计的多段式复合雾化喷嘴的雾化效果良好。最后，我们对油膜附水滴冷却润滑技术车削加工45#钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和45#调质钢的切削加工性能进行了试验研究。试验结果表明，在车削加工45#钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢时，与其他冷却润滑方式相比，切削力有明显的下降，加工表面质量有明显的提高；车削加工45#调质钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢时，与其他冷却润滑方式相比，刀具的磨损量明显减小，刀具的耐用度明显增加；在车削加工45#钢、45#调质钢时，与其他冷却润滑方式相比，切屑无明显颜色变化。综上所述，油膜附水滴冷却润滑技术可以有效减少切削热的生成，并能够及时将切削区的热量释放，具有良好的冷却润滑效果。
【作者】李文举；
【导师】王彪；刘永姜；安江龙；
【作者基本信息】中北大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】绿色制造技术；油膜附水滴切削液；冷却润滑技术；雾化仿真；切削加工性能；

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