基于OoW技术的滚齿微量润滑设备研发与应用

油膜附水滴(OilsonWater,OoW)作为典型的增效微量润滑(Minimal Quantity Lubrication,MQL)技术,具有和大量浇注冷却油近乎相同的冷却性以及优异的润滑性能。基于OoW技术机制,开发功能先进的MQL产品,用于滚齿生产,并在实践中优化了加工参数。产品应用结果表明,滚齿MQL具有降低加工油烟、提高刀具寿命、扩大干切机床加工模数范围及降低二氧化碳排放等优异性能。该项技术的研发对传统齿轮行业升级改造、新型准干式切削机床开发以及建设绿色工厂具有重要意义。

纳米添加剂 Al_(2)O_(3) 和MoS_(2)在油包水滴射流冷却中的应用研究

淬硬钢高速切削加工易出现切削温度高和刀具磨损快等问题,因此有效冷却和润滑非常重要。提出油包水滴射流(OoW)与纳米粒子相结合的绿色冷却润滑方法,将Al_(2)O_(3)和MoS_(2)分别添加到水和大豆油中得到纳米流体,再混合雾化喷出纳米粒子油包水滴射流(N-OoW)。制备了0.25%和0.75%两种质量分数的纳米流体,形成N_(0.25)-OoW和N_(0.75)-OoW两种纳米粒子油包水滴射流方式,并与原OoW方式对比。开展摩擦磨损实验,对比分析摩擦系数及磨痕形貌,再开展两种车削速度下的车削实验,对比分析刀具寿命及刀具磨损。结果表明,N_(0.75)-OoW方式的摩擦系数、磨痕宽度、磨痕深度和刀具磨损均最小;在切削速度120m/min和200m/min时,相比于OoW,N_(0.75)-OoW方式的刀具寿命分别提高了29.6%和34.4%;纳米粒子油包水滴射中,单一纳米粒子优异的抗磨减摩性能以及纳米粒子之间的协同效应是降低摩擦磨损及提高刀具寿命的主要原因。

钛合金绿色切削加工工艺优化研究

以Ti6Al4V钛合金为研究对象,采用含交互作用的正交试验方法,研究分析了冷却方式(传统切削液、微量润滑MQL和油膜附水滴OoW)、切削转速、进给速度和切削深度四个因素对铣削过程中切削力、表面粗糙度和刀具磨损的影响。结果表明,具有良好润滑性能的MQL技术切削合力比OoW总体更低;采用MQL和传统冷却液的粗糙度接近且优于OoW。冷却方式和进给速度对切削合力的影响程度高于冷却方式与其他切削参数交互作用;冷却方式和切削转速的交互作用对粗糙度的影响程度最高。MQL绿色冷却因良好的润滑效果,相比OoW能更好地抑制后刀面磨损,有望取代传统冷却液进行钛合金的绿色加工。

1Cr18Ni9Ti不锈钢车削加工中油膜附水滴冷却润滑技术研究

通过对干切削、乳化液润滑、低温冷风切削和油膜附水滴润滑四种切削加工方式的对比试验,对油膜附水滴润滑的切削加工性能进行了研究。结果表明:与其他三种加工方式相比,采用油膜附水滴润滑时主切削力明显减小,加工工件表面质量明显提高,刀具磨损明显减小,证明了油膜附水滴润滑可以取得良好的冷却润滑效果。

船舶驾驶员操作可靠性量化的CREAM改进模型

为解决不确定信息条件下船舶值班驾驶员(OOW)操作可靠性量化问题,以认知可靠性和失误分析方法 (CREAM)为基础,采用模糊集合(FS)、贝叶斯网络(BN)和证据推理(ER)算法对多源粗糙观测数据进行处理,构建一个改进的CREAM模型。用该模型对长江特定场景下驾驶员操作可靠性进行量化。结果显示,驾驶员认知行为控制模式为战术型,失误概率为3.40×10-3。数据对比验证和模型灵敏度分析表明,结果合理,模型稳定。

基于CREAM的值班驾驶员避险可靠性分析

为探索船舶值班驾驶员(OOW)在船舶避险中的可靠性——人为失误概率,基于CREAM,建立值班驾驶员避险中的可靠性计算模型。采用任务细化、动作分解方法,提炼出驾驶员避险事件的理想序列模型,确定子任务中的认知行为。通过专家评价驾驶员身处的情境,运用改造的三角白化权函数、Bayesian-CREAM网络,得出驾驶员4种不同控制模式的概率值。据此修正CREAM中人的基本失误概率值。根据可靠性串联和并联原理,计算出班驾驶员避险中的可靠性程度。最后,以实例验证,得到航行值班驾驶员在避险过程中的人为失误概率在10-5数量级。

微量油膜附水滴的机械加工性能研究

通过油膜附水滴(OoW)切削液与干切削及乳化液润滑切削的对比试验,对OoW切削液的机械加工性能进行了研究。结果表明,OoW切削液具有良好的冷却润滑效果。采用OoW切削液的实验中,主切削力明显减小,切屑无烧伤现象,加工工件表面质量有明显提高。

油膜水滴加工液的磨削性能

21世纪是追求绿色加工与零排放生产的时代,这要求改善作业环境、节省能源和降低生产成本。传统的机械加工,大量循环使用有毒有害的加工液并大量排放加工废液,不仅造成对环境的污染和操作人员健康的危害,而且加工废液是较难处理的一种污水,增加了企业及社会的负担。为了彻底改变这种现状,应用油膜水滴加工液替代传统加工液,并在数控平面磨床上进行了磨削加工试验,对它的磨削性能和适用性进行了考察,证明该方法是可行的。

油膜附水滴加工液的物理特性与加工性能

21世纪是生产工厂追求生态加工与零排放生产的时代,工业生产须对环境影响最小。就机械加工而言,切削、磨削加工过程中大量循环使用有毒有害传统加工液和大量排放加工废液的现状迫切需要改变。作为对策,多种以最小量润滑和加工废液减量为原则的新加工液形态如干加工及冷风、微量油和微量水等,近年来得到了研究、开发与实施。这些形态的加工液能改善环境、节省能源和降低成本,但冷却性能却不及传统加工液如乳化液。显然,采取结合加工对象和条件的多样化加工液对策十分必要。因此,本文应用冷风、可自然降解油剂和水经喷雾形成油膜附水滴加工液来替代传统加工液。通过进行物理特性试验考察其油膜形成效果,并在加工中心机床和数控平面磨床上进行大量的加工性能试验研究其加工适用性。试验结果表明:油膜附水滴加工液具有良好的润滑效果和一定的冷却效果,适用于切削、磨削加工。

微量油膜水滴切削加工不锈钢的效果试验研究

主要应用微量油膜水滴切削液,在C620-1普通机床上,通过改变切削速度、进给量以及调整喷嘴的喷射角度,对奥氏体1Cr18Ni9Ti不锈钢材料进行切削加工的效果试验研究。试验结果表明,与干切削、乳化液切削相比,微量油膜水滴切削不仅能够有效地降低切削力和加工表面粗糙度,而且其刀具寿命分别是干切削、乳化液切削的2.28倍和1.6倍。在喷射方向效果研究中,微量油膜水滴在对刀具后刀面和侧面进行喷射的切削加工效果更佳。试验研究表明,微量油膜水滴切削液具有一定的冷却效果和良好的润滑效果。

45钢切削试验研究

简单介绍了几种新型的绿色制造技术,分别是干切削、低温冷风切削以及油膜附水滴切削,并阐述了油膜附水滴(Oils on Water,OoW)切削液的作用机理。基于干切削、常温浇注乳化液和油膜附水滴这三种不同的冷却润滑方式,分析和比较了45碳素结构钢所受到的切削力以及刀具后刀面磨损状况,得到的结果表明:在相同的外界条件下,三种冷却润滑方式中微量油膜水滴具有很明显的优越性,不但切削力最小,同时可以减缓后刀面的磨损。

微量油膜附水滴切削试验研究

论述微量油膜附水滴(Oil on Water,OoW)加工液发生原理和冷却润滑特点。针对该切削液的冷却润滑特点进行车削试验研究,并在同干切削和乳化液冷却润滑加工方式对比研究的基础上,通过对切削力、平均摩擦因数和切屑形态的研究分析,揭示出微量油膜附水滴具有良好的冷却润滑效果。

微量油膜附水冷却润滑技术在准干式深孔中的应用

主要应用微量油膜附水冷却液,在C621-1普通车床上,通过改变进给量、切削速度对45钢进行切削效果的试验研究。通过试验可以看出,与干式切削、乳化液切削相比,微量油膜附水切削不仅对刀具磨损小,延长了刀具使用寿命,还能降低工件表面的粗糙度,提高了工件表面质量。

基于田口方法的车削45钢参数优化分析

为了分析油膜附水滴切削液(OoW)润滑时,影响切削力的关键因素以及最优的切削加工参数。运用田口实验方法,对45钢进行切削实验研究。运用方差分析方法和静态信噪比对采集的实验结果进行数据处理及分析。分析结果表明:背吃刀量ap、进给量f对切削力的变化有着高度显著性影响,切削速度V的改变对切削力有着显著性影响。通过田口方法的分析得到的最优切削参数为切深0.6mm,进给量0.08mm/r,转速120m/min,为今后实际工业生产中切削参数的优化提供了重要参考。

微量油膜附水滴绿色加工技术的研究

通过微量油膜附水滴切削液、干切削和乳化液的对比试验,研究微量油膜附水滴的切削效果。试验结果表明:与干切削和乳化液润滑比较,采用微量油膜附水滴不仅能够降低切削力,而且还能降低刀具的磨损。

车削45钢时微量油膜水滴切削液对切削性能的影响试验研究

简述了微量油膜水滴切削液的冷却润滑原理。在C621-1普通机床上采用干切削、乳化液和微量油膜水滴切削液3种不同的冷却润滑方式下对45碳素结构钢进行车削试验。试验结果表明,与干切削和乳化液切削相比,采用微量油膜水滴能显著提高切削性能,有效地降低了刀具磨损和加工表面粗糙度值。

微量油膜附水滴对不锈钢加工表面的影响分析

通过乳化液、干切削以及油膜附水滴(OoW)三种加工方式的对比实验,研究了微量油膜附水滴在切削加工中的性能。结果表明,微量油膜附水滴方法能降低刀具的磨损,延长刀具的寿命,抑制积屑瘤的产生,可提高加工表面精度。采用微量油膜附水滴加工时有较好的冷却和润滑效果。

基于RBF神经网络和遗传算法的油膜附水滴切削参数优化

为了优化油膜附水滴切削工艺参数,降低切削力,减少刀具磨损和提高切削加工质量,结合神经网络和遗传算法,基于MATLAB软件对切削试验数据进行训练。通过构建径向基函数RBF和反向传播BP神经网络模型,并对切削力和表面粗糙度综合加权后综合目标进行预测。对比两种模型的精度后,选择更精确的RBF神经网络模型。利用遗传算法GA优化RBF神经网络模型的切削工艺参数,研究工艺参数间的交互作用。结果表明:最优参数组合为切削速度130m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.17mm。可见对基于油膜附水滴技术的切削工艺参数优化具有参考价值。

微量油膜附水滴切削性能的试验研究

通过对微量油膜附水滴切削液切削、干切削和乳化液切削进行对比试验,研究了微量油膜附水滴的切削性能。结果表明:微量油膜附水滴切削液能够显著提高切削性能;与干切削和乳化液润滑切削相比,采用微量油膜附水滴切削液能够降低切削力和加工表面的粗糙度值,延长刀具的使用寿命。

基于微量油膜附水滴技术的切削参数优化

为探索研究微量油膜附水滴(Oils on Water,OoW)技术在切削中对表面粗糙度的影响,选出较适宜的切削用量,通过进行浇注乳化液和OoW切削液的切削工件表面粗糙度对比试验,分析了两种切削液的冷却润滑性能,再利用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM),选择切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,表面粗糙度(Ra)作为响应性能指标,设计中心复合实验,利用Design-Expert软件建立了相对应的响应分析模型,并对所建模型进行了可靠性验证,试验结果表明,使用OoW进行切削润滑,能够更明显地降低工件表面粗糙度,通过研究工艺参数间的交互作用,得到了各工艺参数间的最优组合为:切削速度为119.97 m/min,进给量为0.14 mm/r,背吃刀量为0.48 mm。