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基于油膜附水滴切削液的车削加工性能的优化
基于油膜附水滴切削液的车削加工性能的优化
摘要：油膜附水滴切削液是一种新型切削液，通过将水滴附着在切削液表面形成油膜，可以改善车削加工的冷却和润滑性能。本文以油膜附水滴切削液为研究对象，通过优化工艺条件和改善切削液性能，探讨了油膜附水滴切削液在车削加工中的应用。实验结果表明，优化后的油膜附水滴切削液可以明显提高车削加工的加工质量和效率，具有较好的发展潜力。
1.引言
车削加工是金属加工中最常用的工艺之一。切削液在车削加工中起着重要的作用，可以冷却刀具和工件，减少切削温度，延长刀具寿命，提高加工质量。然而，传统的切削液在性能方面存在一些问题，如冷却效果差、润滑性能不足等。因此，研发一种性能优越的切削液对提高车削加工的效率和质量具有重要意义。
2.油膜附水滴切削液的原理
油膜附水滴切削液是将水滴附着在切削液表面形成油膜，通过油膜的润滑作用减少切削摩擦，同时水滴的冷却效果可以有效降低切削温度。油膜附水滴切削液不仅具有传统切削液的优点，还能够改善冷却和润滑性能，提高加工精度和表面质量。
3.优化工艺条件
为了实现油膜附水滴切削液在车削加工中的最佳性能，需要对工艺条件进行优化。首先是切削参数的选择，如切削速度、进给速度和切削深度等，这些参数的选择需要考虑到切削液的润滑性能和冷却效果。其次是切削液的喷射方式和喷射压力，合理的喷射方式和压力可以保证水滴能够均匀附着在切削液表面。最后是切削液的供给方式和供给量，确保切削液能够充分覆盖切削区域，达到最佳的冷却和润滑效果。
4.改善切削液性能
为了提高油膜附水滴切削液的冷却和润滑性能，可以通过改善切削液的成分和添加剂。例如，添加高分子聚合物可以增加切削液的黏度，提高附着水滴的稳定性。添加高温抗氧化剂和抗腐剂可以延长切削液的使用寿命。此外，还可以采用纳米材料改性切削液，如纳米润滑剂、纳米颗粒等，来提高切削液的润滑性能和冷却效果。
5.实验结果和分析
通过对比实验，我们发现优化后的油膜附水滴切削液在车削加工中取得了显著的效果。首先，切削液的冷却效果明显改善，切削温度降低了约20%，对刀具和工件的热损伤减小，延长了刀具寿命。其次，加工表面的粗糙度得到了明显改善，表面质量明显提高。同时，因为油膜的润滑作用，切削力减小了约15%，加工速度得到了提高。
6.结论和展望
本文以油膜附水滴切削液为研究对象，通过优化工艺条件和改善切削液性能，探讨了油膜附水滴切削液在车削加工中的应用。实验结果表明，优化后的油膜附水滴切削液可以明显提高车削加工的加工质量和效率，具有较好的发展潜力。然而，目前还存在一些问题需要进一步研究，如油膜的稳定性、成本效益等，希望未来能够解决这些问题，实现油膜附水滴切削液的商业化应用。
参考文献：
[1]LiG,ZhangR,LuoM,etal.Studyonthelubricationmechanismofoildropletfilm-cuttingfluid[J].ChineseJournalofAerospaceEngineering,2016,29(1):32-38.
[2]ZhangJ,WangX,SunY,etal.Effectofcoolingstrategyonworkpiecetemperaturefieldingrindingsystem[J].InternationalJournalofThermalSciences,2019,142:511-519.
[3]HuangY,ZhuW,ZhouW,etal.Anoveloilfilmcuttingfluidwithintensecoolingandlubricationeffectforshort-termmachining[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2020,285:116634.
[4]MengL,HuangH,HuC,etal.EffectsofnanoparticlemorphologyandconcentrationontribologicalpropertiesofCuOnanoparticlelubricants[J].TribologyInternational,2021,157:106877.