納米流體微量潤滑磨削砂輪-工件界面摩擦學(xué)特性與實驗研究.pdf

1、磨削加工是現(xiàn)代機械加工中重要的組成部分之一。由于磨削加工具有高的切削速度、高的能量消耗和惡劣的工作環(huán)境。此外，磨削為磨粒的負前角切削，所以在磨削區(qū)會伴隨有較大的摩擦和高溫高壓現(xiàn)象。因此，潤滑在磨削加工中將扮演極其重要的角色。具有高速相對摩擦運動的砂輪與工件兩摩擦副間需要良好的潤滑來保證正常的加工過程。潤滑液在減小摩擦磨損、清除切屑和提高砂輪使用壽命起到重要作用，這也是實現(xiàn)良好的工件表面質(zhì)量，避免熱損傷等重要的組成部分。
　　由于環(huán)

2、保意識的增強和工人健康的問題，傳統(tǒng)潤滑液有著逐漸被取代的趨勢。納米流體，在基油中添加納米粒子而制備成的潤滑液，是一種新型高效、環(huán)保、低碳、清潔的潤滑液。它不僅提高了磨削區(qū)的熱傳遞能力，而且增加了摩擦副間的潤滑性能。
　　本文對微量潤滑液從基礎(chǔ)油的研究到納米粒子的選取，以及納米流體的最佳潤滑濃度的匹配，最后到潤滑液與工件間加工匹配性的優(yōu)化進行了系統(tǒng)的理論和實驗研究。具體主要內(nèi)容如下:
　　1、研究了納米流體微量潤滑磨削相關(guān)的加

3、工機理，探究了磨粒切削加工的機制和潤滑性能評價參數(shù)。通過微觀滑動磨削力建立了磨削力的數(shù)學(xué)模型，使用了磨削力、摩擦系數(shù)，比磨削能、G比率以及工件表面和砂輪表面微觀形貌等參數(shù)來表征潤滑性能。
　　2、探究了不同植物油的物理化學(xué)性能（碳鏈長度、分子式結(jié)構(gòu)和脂肪酸種類等）對微量潤滑磨削砂輪/工件界面潤滑性能的影響規(guī)律。實驗采用了七種典型不同的植物油作為微量潤滑基礎(chǔ)油，分析了所選植物油的潤滑特性。得出不同植物油之間對磨削區(qū)潤滑性能的影響規(guī)律

4、。
　　3、研究了不同納米粒子間的結(jié)構(gòu)和形狀等物理化學(xué)性質(zhì)對微量潤滑磨削砂輪/工件界面潤滑特性的影響規(guī)律。實驗以棕櫚油為基礎(chǔ)油制備六種不同的納米流體，分析了每種納米流體的摩擦系數(shù)、粘度等參數(shù)對磨削力和工件表面質(zhì)量的影響。得出了在磨削區(qū)潤滑性能較好的納米流體。
　　4、研究了納米流體在摩擦磨損實驗中摩擦副間的成膜機制，分析了納米流體的摩擦學(xué)特性。解決了磨削實驗評判納米流體摩擦學(xué)性能，存在著捕捉實驗現(xiàn)象較為困難、實現(xiàn)難度較高等問

5、題。得出了與平面磨削實驗中的結(jié)論的對比分析。
　　5、研究了不同濃度的Al2O3納米流體微量潤滑磨削對砂輪/工件界面摩擦學(xué)性能。分析討論了不同濃度Al2O3納米流體的力比率、粘度和接觸角等物理特性對磨削力和工件表面質(zhì)量的影響。得到了在磨削區(qū)潤滑性能較好的最佳Al2O3納米流體濃度。
　　6、研究了不同種類潤滑液與不同工件之間的加工匹配性，實驗采用了潤滑性能較好的Al2O3納米流體和MoS2納米流體，選取典型的鎳基合金718、