颗粒流切削润滑研究现状及展望
2021-02-03马利杰逄明华冯启高王占奎苏建修刘贯军
表面技术 2021年1期
关键词:效果
马利杰,逄明华,冯启高,王占奎,苏建修,刘贯军
(河南科技学院 机电学院,河南 新乡 453003)
切削加工是一种发展最成熟、工艺最完善、应用最广泛的制造技术。它也是一种典型的机械去除加工方法,“挤压、摩擦、剪切、磨损”是其本质特征[1]。切削加工时,伴随着刀具对工件材料的挤压,被切削层材料发生严重变形,并出现剪切滑移,形成切屑。随着切削过程的进行,刀具、切屑和工件之间出现剧烈摩擦,产生较大的切削力和大量的切削热,这不仅加剧了刀具的磨损和破损失效,而且严重制约了加工质量和效率的提高。因此,减少刀屑和刀工摩擦、延长刀具耐用度,最终提高加工精度、改善表面质量、降低加工成本成为切削加工的必然要求。
切削液(切削油)浇注润滑是最传统、也最常用的切削减摩技术,冷却、润滑是其基本功用。然而浇注润滑存在着诸多问题和不足:
1)切削液消耗量大、成本高。据统计,生产实践中用于切削液的购置、使用、处理等的直接和间接费用占加工总成本的 10%~17%,而刀具成本仅占5%~7%[2]。
2)切削液的效能得不到充分发挥。切削过程中刀具-切屑紧密接触,形成粘结区,产生内摩擦,使切削液进入切削区的途径受到限制,在车削、钻削等连续型切削工艺中,其效能的发挥不足30%[3-4]。
3)适用温度范围小,通常在-60~350 ℃之间。在高速、重载、难加工材料切削等高温情况下,由于切削液的挥发、变质,其作用效果变得更差。
4)环境污染和危害人身健康[5]。为了克服浇注润滑的上述不足,自20 世纪80 年代,逐渐出现了最小量润滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)、低温冷风、液氮冷却等低耗、绿色、高效切削润滑技术。……
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