磨削机理磨削力论文_张彦彬

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磨削机理磨削力论文文献综述

张彦彬^[1]（2018）在《植物油基纳米粒子射流微量润滑磨削机理与磨削力预测模型及实验验证》一文中研究指出纳米粒子射流微量润滑磨削技术是一种高效、低耗、清洁、低碳的精密加工生产新方式,新工艺最大限度增加了微量润滑磨削的换热能力和润滑性能,解决了微量润滑换热能力不足的技术瓶颈,为微量润滑在新型材料、难加工材料的磨削加工应用开辟了一条新途径。然而,纳米粒子射流微量润滑磨削主要存在以下瓶颈问题:以植物油为基础油的磨削区油膜形成机理、纳米流体物理性能对减摩抗磨及换热机理的评价工艺评价体系、低速/高速磨削工况下的材料去除机理、不同润滑工况对磨粒切削成屑的力学行为影响等科学本源问题还未解决,更无法在技术应用中实现冷却润滑性能的主动参数化控制。针对以上瓶颈问题,论文开展了植物油基纳米粒子射流微量润滑磨削机理的研究工作,对植物油作为微量润滑基础油、混合纳米粒子微量润滑等新工艺的磨削区摩擦学特性和强化换热特性进行了理论研究和实验验证,并且对低速/高速磨削工况下的材料去除机理和力学行为进行了揭示,以此为基础建立了磨削力模型。论文主要包括以下内容:(1)揭示了以植物油作为纳米粒子射流微量润滑基础油的磨削机理,研究了不同植物油分子结构和纳米流体物理特性对磨削区成膜机理及减摩抗磨特性的影响规律,分析了砂轮/工件楔形空间纳米流体边界层换热机理及影响因素,建立了植物油纳米流体对磨削区冷却润滑性能影响的评价体系,为植物油的应用提供了理论依据;进行了45钢工件材料磨削加工实验,观测磨削力、比磨削能、磨削热、工件表面粗糙度等磨削性能参数验证规律;(2)揭示了不同纳米粒子分子式结构对磨削机理的影响机制,针对难加工材料高温镍基合金的磨削加工,率先提出混合纳米粒子微量润滑磨削的新方法,揭示混合纳米粒子“物理协同作用”对磨削区的减摩抗磨增益机理;进一步探索混合纳米粒子的配比对“物理包覆”现象的影响并得出最优纳米流体参数;以典型混合纳米粒子MoS_2/CNTs作为研究对象进行高温镍基合金GH4196 NMQL磨削加工实验并对润滑性能进行评价;(3)揭示了不同质量分数对纳米流体物理特性影响机制,结合植物油和混合纳米粒子的优异性能,进一步提出植物油基混合纳米粒子射流微量润滑磨削加工方法,探索了不同纳米流体浓度对纳米流体物理特性(粘度、接触角)的影响机制,采用工件表面形貌自相关分析方法对工件表面形貌微观特性进行分析,定量表征工艺参数对磨削性能和工件表面质量的影响规律;(4)揭示了砂轮/工件楔形约束空间材料去除机理及基本力学行为,率先建立了基于材料断裂去除及塑性堆积原理的磨削力模型;揭示了磨削区动态有效磨粒干涉材料运动学机理并建立了动态有效磨粒切削深度计算公式,结合单颗磨粒磨削力模型实现不同润滑工况下(干磨削、微量润滑、纳米粒子射流微量润滑)的磨削力精准预测;进行了不同磨削参数和润滑工况下的磨削加工实验并测量磨削力,对磨削力模型预测结果进行了验证;(5)研究了不同润滑工况下“速度效应”对材料去除行为的影响机理,建立了单颗磨粒干涉材料运动学公式及磨屑叁维模型,探究了磨屑剪切滑移区变形机理及应变率的变化规律;揭示了应变率强化效应、应变硬化效应和热软化效应耦合作用下的磨屑形成机制和塑性堆积机理;进行了不同磨削速度、不同润滑工况(干磨削、微量润滑、纳米粒子射流微量润滑)下的单颗磨粒切削实验,观测磨屑形态、切削效率和磨削力对理论进行验证。(本文来源于《青岛理工大学》期刊2018-06-01）