为了了解低温微量润滑(CMQL)对难加工材料切削的刀具耐用度的影响,分别在不同润滑方式(干切削/浇注润滑/不同温度CMQL)和喷射方式(刀具内/外喷射)条件下,对镍基高温合金GH4169进行粗/精车削试验,然后分析比较不同条件对刀具耐用度的影响。结果显示CMQL刀具耐用度大于浇注润滑,CMQL可以改善镍基高温合金的切削性能;CMQL温度对镍基高温合金切削影响很大,温度越低,刀具耐用度越大;CMQL对刀具耐用度的影响和摩擦面稳定润滑油膜的形成有关;CMQL内喷射油雾的刀具耐用度大于外喷射。

为了了解铣削加工表面残余应力的离散特征,对45钢在干切削和浇注润滑状态下分别进行粗/精铣削加工实验;采用数理统计方法对试样加工残余应力的离散性进行研究。实验结果表明:铣削残余应力有着明显的离散性,比车削残余应力大;铣削残余应力离散性主要来源于切削过程热力耦合的随机变化和铣削的刀具-工件复杂运动;工艺条件可以在一定范围内影响铣削残余应力离散性,粗加工的离散性比精加工大,浇注润滑离散性比干切削小。

微量润滑(MQL)切削是一种绿色加工技术。为了解MQL系统对加工残余应力影响,通过45钢车削正交试验,研究MQL系统的空气压力、润滑液用量、喷射距离、油雾温度对加工残余应力的影响。试验结果表明:油雾温度对加工残余应力的影响最大,润滑液用量也有一定的影响,空气压力和喷射距离的影响不显著;油雾温度降低,残余(拉)应力变小;润滑液用量增加,残余(拉)应力变小;MQL系统对加工残余应力的影响机制是通过改变油雾的冷却能力和渗透性,改变残余应力热力耦中的热效应。

为了了解车削残余应力分布方向性规律,对调质处理和淬火处理的45号钢进行精、粗车削加工,然后测量和观察不同试样的残余应力圆周分布特点,了解材料力学性能和切削条件对残余应力方向性的影响。研究结果显示:残余应力分布具有方向性,车削残余应力轴向最大,切向最小;残余应力方向性主要由机械效应决定,热效应影响不大;残余应力不同方向的大小和变动率受工件材料力学性能和加工条件影响;轴向残余应力对车削工件影响最大。

纳米流体微量润滑(NFMQL)是一种全新的微量润滑(MQL)增效技术,为了解其对不锈钢切削的效果,分别在干切削、浇注润滑、MQL和Al_(2)O_(3)颗粒的NFMQL条件下对SUS304不锈钢进行车削,比较切削力、切削温度、光洁度和刀具寿命的差异。实验结果显示:NFMQL冷却润滑效果要好于MQL,但比浇注润滑差;NFMQL比MQL更容易获得较小的切削力和切削温度、光洁度以及更长的刀具工作寿命,NFMQL对光洁度和刀具寿命改善显著。NFMQL改善不锈钢切削性能,适合在不锈钢切削中应用。

为了解颗粒流滴注润滑的切削加工规律,在干切削、浇注润滑、颗粒流滴注润滑条件下,对45钢进行精、粗车削实验,比较试样的切削力、切削温度和粗糙度的差异,研究颗粒流滴注润滑对切削加工的影响。结果表明:颗粒流滴注润滑径向切削力小于浇注润滑,切向和轴向切削力和浇注润滑相差不大;颗粒流滴注润滑切削温度小于浇注润滑;颗粒流滴注润滑加工表面粗糙度小于浇注润滑。颗粒流滴注润滑可以代替浇注润滑,显著降低润滑液用量,具有环保性。

颗粒流滴注润滑是一种新型绿色切削润滑技术,能解决传统颗粒流切削的颗粒导入问题。为了研究颗粒粒度对切削效果的影响,进行45钢车削实验,用不同粒度的Al2O3颗粒流润滑,分析切削力、切削温度、光洁度、刀具寿命和粒度的关系。实验结果显示:粒度影响切削效果,存在最佳粒度,粒度过大或过小都会导致切削效果变差;粒度过大会影响颗粒流渗透进摩擦面,粒度过小则无法适应粗糙及剧烈变动的摩擦面,两者都限制了颗粒流的分离和抹平作用,导致减摩效果变差;采用合理粒度,颗粒流点滴润滑切削效果甚至好于浇注润滑。