植物油基MQL切削液的潤滑機(jī)理與應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、最小量潤滑(Minimum Quantity Lubrication，MQL)技術(shù)是近年來新發(fā)展起來的一種以降低環(huán)境危害為目標(biāo)，通過將壓縮空氣與微量切削液混合霧化后噴射到加工區(qū)域，極大地減少切削液用量并能夠得到與傳統(tǒng)澆注式切削相同甚至更優(yōu)的加工效果的一種金屬綠色加工工藝技術(shù)。作為一種典型的綠色加工技術(shù)，MQL加工中一般不使用礦物油基切削液，而是較多使用綠色切削液，其中植物油是典型的代表。
　　 植物油在金屬加工中具有優(yōu)于礦物油的

2、潤滑性能，迄今為止對(duì)植物油潤滑性能的研究大都屬于實(shí)驗(yàn)研究，缺少理論分析，導(dǎo)致其潤滑機(jī)理尚未形成系統(tǒng)的理論。天然植物油的組成復(fù)雜，種類多樣，不同種植物油的物理化學(xué)性質(zhì)和潤滑性能有很大的差別，研究植物油的組成對(duì)潤滑性能的影響，有助于選擇和開發(fā)合適的植物油作為綠色切削液使用。植物油在MQL加工中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，有關(guān)植物油在不同的加工方式、不同的加工參數(shù)條件下的加工性能及其機(jī)理仍是一個(gè)有待研究的問題。
　　 本文圍繞植物油在MQL

3、加工中的潤滑機(jī)理及應(yīng)用開展研究。首先，對(duì)金屬切削加工中摩擦與潤滑問題進(jìn)行分析，影響切削液在加工中的潤滑作用的主要因素是油品的吸附熱，油品的分子組成與結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵因素。以分子模擬為手段，在分子尺度上研究植物油中典型分子的吸附特性與摩擦性能，計(jì)算分子與金屬表面的吸附結(jié)合能及各種分子的摩擦系數(shù)，并將結(jié)果與礦物油中的典型分子進(jìn)行了比較;其次，以攻絲加工為評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，模擬與攻絲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)切削液中的極性分子對(duì)切削加工中的潤滑具有重要作用，

4、脂肪酸是影響植物油潤滑性能的關(guān)鍵因素，脂肪酸分子結(jié)構(gòu)的不同影響植物油的潤滑性能;第三，將玉米油、蓖麻油和植物油2000應(yīng)用在MQL車削加工中，工件材料為18Cr2Ni4WA。結(jié)果顯示植物油在較高速度下有效降低了切削力與表面粗糙度，植物油2000具有最好的加工性能，蓖麻油次之，玉米油最差，結(jié)果與模擬的預(yù)測(cè)相符。實(shí)驗(yàn)研究了三種油品在不同加工參數(shù)下的性能，發(fā)現(xiàn)在發(fā)生共振的情況下切削液能夠改變相同加工參數(shù)下的共振頻率的現(xiàn)象，經(jīng)分析認(rèn)為，這與切削