基于氣泡霧化小量潤(rùn)滑切削技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,在金屬切削加工中的輔助時(shí)間大為縮短,刀具因磨損而導(dǎo)致的頻繁換刀時(shí)間已成為制約提高切削加工效率的主要因素。長(zhǎng)期以來(lái),人們習(xí)慣于用切削液冷卻、潤(rùn)滑刀具來(lái)減小刀具磨損。然而,隨著環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展要求的不斷提高,傳統(tǒng)澆注式切削液的使用越來(lái)越受到限制,迫切需要研究開發(fā)新的綠色冷卻潤(rùn)滑方式,以滿足切削加工效率不斷提高的要求。 小量冷卻潤(rùn)滑MQL是目前一種新興的綠色冷卻潤(rùn)滑技術(shù),其冷卻潤(rùn)滑效果直接受切削

2、液被霧化的程度支配。傳統(tǒng)霧化噴嘴由于受切削液粘度的影響,很難達(dá)到理想的霧化效果?；跉馀蒽F化原理的霧化噴嘴(含混合器),克服了這些不足,且具有工作壓力低、耗液耗氣量小和霧化質(zhì)量高等特點(diǎn),已引起人們的重視,但目前關(guān)于氣泡霧化噴嘴的理論和應(yīng)用研究還很不完善。本文結(jié)合氣泡霧化MQL切削系統(tǒng)的研制開發(fā),以氣泡霧化噴嘴為研究對(duì)象,用流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT研究分析了對(duì)霧化噴嘴內(nèi)部(混合器部分)和外部(噴嘴下游)流場(chǎng)特性及霧化特性,設(shè)計(jì)并制作了一

3、套基于氣泡霧化原理的MQL切削系統(tǒng),并進(jìn)行了切削試驗(yàn)研究。其結(jié)果對(duì)氣泡霧化噴嘴的研究和應(yīng)用具有一定的借鑒意義。 論文在對(duì)液體霧化基本理論和氣泡霧化噴嘴工作原理分析的基礎(chǔ)上,用FLUENT的前處理軟件Gambit實(shí)現(xiàn)了對(duì)霧化噴嘴內(nèi)部和外部流場(chǎng)的幾何建模及網(wǎng)格劃分；用FLUENT中的通用多相流模型--混合模型對(duì)噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)特性進(jìn)行了模擬分析,給出了噴嘴內(nèi)部流場(chǎng)的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)和氣液組分分布,以及氣、液相的運(yùn)動(dòng)跡線圖,分析了噴嘴內(nèi)部的

4、流場(chǎng)特性及氣液兩相的混合效果,證明了氣泡噴嘴內(nèi)部有均勻泡狀流存在；用FLUENT中的離散相模型(DPM)對(duì)噴嘴下游的流場(chǎng)特性和霧化特性進(jìn)行了模擬分析,研究了氣泡霧化噴嘴外部流場(chǎng)的速度場(chǎng)分布、顆粒粒徑分布及霧化角,分析了工況參數(shù)對(duì)流場(chǎng)特性和霧化特性的影響,獲得了噴嘴外部流場(chǎng)的速度場(chǎng)分布、顆粒粒徑分布和霧化角隨工況參數(shù)的變化規(guī)律。 通過(guò)以上研究分析,充實(shí)了氣泡霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇,制作了一套氣泡霧化MQL切削系統(tǒng),并與先進(jìn)涂