植物油基MQL切削液的潤滑機理與應用基礎研究.pdf

1、最小量潤滑(Minimum Quantity Lubrication，MQL)技術是近年來新發(fā)展起來的一種以降低環(huán)境危害為目標，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。作為一種典型的綠色加工技術，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，迄今為止對植物油潤滑性能的研究大都屬于實驗研究，缺少理論分析，導致其潤滑機理尚未形成系統(tǒng)的理論。天然植物油的組成復雜，種類多樣，不同種植物油的物理化學性質(zhì)和潤滑性能有很大的差別，研究植物油的組成對潤滑性能的影響，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加工中的應用還處于初級階段，有關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理仍是一個有待研究的問題。
　　 本文圍繞植物油在MQL

3、加工中的潤滑機理及應用開展研究。首先，對金屬切削加工中摩擦與潤滑問題進行分析，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構是關鍵因素。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，計算分子與金屬表面的吸附結合能及各種分子的摩擦系數(shù)，并將結果與礦物油中的典型分子進行了比較;其次，以攻絲加工為評價方法，進行了實驗研究，模擬與攻絲實驗發(fā)現(xiàn)切削液中的極性分子對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鍵因素，脂肪酸分子結構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應用在MQL車削加工中，工件材料為18Cr2Ni4WA。結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，結果與模擬的預測相符。實驗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)分析認為，這與切削