納米粒子射流微量潤滑磨削流場特性對潤滑的作用機理及實驗研究.pdf

1、磨削工藝在現代機械加工中扮演的地位越來越重要，但由于磨削加工中大多為磨粒負前角加工，因此磨削加工過程中會產生大量的熱，這使磨削區(qū)的工作環(huán)境極為惡劣。為了提高被加工工件的加工精度和表面質量，澆注式冷卻潤滑方式廣泛用于磨削加工中。但澆注式潤滑會消耗大量磨削液，這不但會增加生產成本，而且還會對環(huán)境和人身健康造成危害，因此，不能滿足現代綠色加工的需要。干磨削和微量潤滑磨削雖然能夠滿足健康環(huán)保的要求，但它們的冷卻潤滑效果不理想，特別是對難加工材料

2、進行加工時，難以獲得理想的工件表面完整性。由于納米粒子優(yōu)越的換熱能力和摩擦學性能，納米粒子射流微量潤滑磨削工藝，能夠較好的解決磨削區(qū)溫度過高的問題，同時又改善了磨削區(qū)的潤滑環(huán)境。
　　本研究課題著重對納米粒子射流微量潤滑的潤滑機理進行分析研宄，特別對微量潤滑射流的流場特性和納米粒子的潤滑機理進行了實驗分析研究，具體研究內容如下:
　　1、針對磨削加工在磨削區(qū)能量密度高的實際，對澆注式磨削、干磨削、微量潤滑磨削及納米粒子射流微

3、量潤滑進行了系統(tǒng)分析;在綜述了微量潤滑加工、納米流體、納米粒子射流微量潤滑加工和磨削區(qū)流場特性的國內外研究現狀的基礎上，提出了納米粒子射流微量潤滑磨削流場特性對潤滑作用機理的課題研究。
　　2、結合液體自身表面張力和黏度及所受氣動力，分析了液體霧化原理，并建立了液體霧化的數學模型;研究了流體噴嘴霧化特性，并給出了噴嘴霧化液滴粒徑分布的理論模型和經驗模型。
　　3、研究了納米粒子射流微量潤滑在砂輪/工件界面的潤滑機理，分析了微

4、量潤滑基油和納米粒子的成膜特性及類“滾珠”潤滑減磨機制;針對納米粒子射流微量潤滑工況，分析了砂輪轉速、噴嘴位置、微量潤滑基油及納米粒子種類等加工參數對潤滑效果的影響及其變化規(guī)律。
　　4、利用流場CFD仿真平臺Fluent，對霧化噴嘴的下游流場進行建模仿真研究，對連續(xù)相和離散相的軸向速度及徑向速度進行對比分析;研究了工況參數對軸向速度、液滴粒徑分布、位置分布的影響規(guī)律。
　　5、利用i-speed TR型高速攝像系統(tǒng)，對霧化