基于0Cr18Ni9不锈钢的微量油膜附水滴切削性能试验研究

摘要

本文从低碳经济战略角度出发，针对我国当前制造业中金属切削液的使用现状，提出了绿色环保的微量油膜附水滴（OoW，Oils on Water）切削技术。微量油膜附水滴切削技术是一种新兴的绿色制造技术，其发生机理是将微量可自然降解植物油和水经高压冷空气作用，经复合喷嘴混合并充分雾化，在高压作用下喷射至切削区域进行冷却润滑作用。本文针对OoW切削液的切削性能对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢做了大量的切削试验研究。
　　文中开展的主要研究工作如下：
　　（1）利用正交试验法设计了切削力和工件表面粗糙度的切削试验方案，提升了因素水平数和取值范围，减少了试验次数，从而降低了试验成本。
　　（2）建立了干切削、乳化液和OoW切削液三种切削加工方式下的切削力和表面粗糙度模型，经验证其模型线性关系高度显著。
　　（3）对正交试验中采集到的切削力和表面粗糙度数据进行了极差分析和方差分析，数据结果表明：在试验参数范围内，采用OoW切削液时，切削加工中的切削力和工件表面粗糙度值比干切削和乳化液切削时小，切削力分别下降了6.5％和4.7%，工件表面粗糙度值分别下降了19.1%和17.3%，且数值变化区间小，加工工艺更稳定。
　　（4）针对OoW切削方式对刀具寿命的影响做了相关试验研究，利用超景深显微观测系统对刀具前刀面和后刀面磨损值进行测量，并绘制了后刀面磨损曲线，试验结果表明：OoW切削方式可有效延缓刀具磨损，提高刀具寿命，降低生产成本。
　　本文在切削力和工件表面粗糙度的试验研究中，针对试验设计，因变量模型建立、因变量影响因素分析等方面做了积极探索，丰富和完善了切削试验研究方法，并对刀具寿命的性能做了相关试验研究。微量油膜附水滴切削液具有良好的润滑、冷却效果，从美化环境和可持续发展角度出发，具有广阔的应用前景。

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景

1.3 绿色制造技术研究现状

1.4 微量油膜附水滴切削技术研究现状

1.5 本文主要研究内容

第2章 正交试验方案设计

2.1 试验加工条件

2.2 试验测量设备

2.3 试验方案

2.4 试验数据处理理论与研究

2.5 本章小结

第3章 切削力试验研究

3.1 切削力数据采集

3.2 切削力极差分析

3.3 切削力方差分析

3.4 本章小结

第4章 表面粗糙度试验研究

4.1 表面粗糙度数据采集

4.2 表面粗糙度极差分析

4.3 表面粗糙度方差分析

4.4 本章小结

第5章 刀具寿命试验研究

5.1 刀具磨损的形态和磨钝标准

5.2 刀具寿命试验设计

5.3 刀具寿命试验结果分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果

致谢