CN112222952A - 一种基于磨削加工的静电微量润滑方法 - Google Patents

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黄斌
刘建飞
陈肖
王柳闵
邱绵振
于燕坤
蔡姚杰
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Abstract

本发明公开了一种基于磨削加工的静电微量润滑方法，包括如下步骤：1）通过气动频率发生器触发柱塞泵，将纳米流体切削液自储液箱连续泵至输液管；2）通过电磁阀控制气泵将压缩空气连续送至输气管；3）通过气液汇流板将输液管与输气管汇合；4）输液管与输气管汇合后，通过气液汇流板引出内液外气双层管；5）通过高压静电发生器在输液管出口处引入高压静电电极，使切削液带电；本发明的有益效果是：静电微量润滑条件下的荷电润滑液具有更好的润滑冷却能力，在磨削过程中表现出了更小的磨削力和磨削温度，减小了砂轮磨粒的磨损和脱落，从而得到了更高的表面加工精度。

Description

一种基于磨削加工的静电微量润滑方法
技术领域
本发明涉及磨削加工技术领域，具体涉及一种基于磨削加工的静电微量润滑方法。
背景技术
传统机械切削加工的时候，通常要借助很多切削液来确保一定的排泄、润滑以及冷却效果。这也带来很大的麻烦和损害：加工过程中产生的高温使切削液逐渐演变为雾状而挥发掉，蒸发过程中会飞溅很多雾粒及水花，一旦被操作人员吸入身体后，会直接威胁伤害操作者的健康同时也无形中污染周遭环境；有的切削液性质比较特殊，而且在上面附着的切屑通常要当作有害物质进行处理，处理过程中耗费成本比较大，操作过程中使用相应的添加剂，其切削液很难通过自然的方式进行降解，因此往往导致环境污染。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了设计合理的一种基于磨削加工的静电微量润滑方法。
本发明技术方案如下：
一种基于磨削加工的静电微量润滑方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）通过气动频率发生器触发柱塞泵，将纳米流体切削液自储液箱连续泵至输液管；
2）通过电磁阀控制气泵将压缩空气连续送至输气管；
3）通过气液汇流板将输液管与输气管汇合；
4）输液管与输气管汇合后，通过气液汇流板引出内液外气双层管；
5）通过高压静电发生器在输液管出口处引入高压静电电极，使切削液带电；
6）将内液外气双层管接入文丘里喷嘴，带电切削液与压缩空气在喷嘴内部混合后，形成带电气雾从喷嘴口喷出至磨削加工区域。
所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤1）中输液管内切削液流量为50-200ml/h。
所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤2）输气管的气压为0.2-0.6Mpa。
所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤5）中高压静电发生器的电压为5-10kv。
本发明的有益效果是：静电微量润滑条件下的荷电润滑液具有更好的润滑冷却能力，在磨削过程中表现出了更小的磨削力和磨削温度，减小了砂轮磨粒的磨损和脱落，从而得到了更高的表面加工精度。此外我们分析良好的润滑作用会促使磨屑以及脱落的磨粒在工件表面更好地滑移，减少了对工件的划伤，最终减小了工件表面粗糙度值。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明的普通润滑条件下工件表面磨削效果图；
图3为本发明的微量润滑技术条件下工件表面磨削效果图；
图4为本发明的静电微量润滑条件下工件表面磨削效果图；
图中：1-气泵，2-电磁阀，3-流量计，4-过滤器，5-气动频率发生器，6-气液汇流板，7-内液外气双层管，8-高压静电发生器，9-喷嘴，10-柱塞泵，11-储液泵，12-压力表。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种基于磨削加工的静电微量润滑方法，其机械部件包括气泵1、电磁阀2、流量计3、过滤器4、气动频率发生器5、气液汇流板6、内液外气双层管7、高压静电发生器8、喷嘴9、柱塞泵10、储液泵11及压力表12。
具体步骤如下：
1）通过气动频率发生器触发柱塞泵，将纳米流体切削液自储液箱连续泵至输液管；输液管内切削液流量为50ml/h。
2）通过电磁阀控制气泵将压缩空气连续送至输气管；输气管的气压为0.45Mpa。
3）通过气液汇流板将输液管与输气管汇合。
4）输液管与输气管汇合后，通过气液汇流板引出内液外气双层管。
5）通过高压静电发生器在输液管出口处引入高压静电电极，使切削液带电，高压静电发生器的电压为5kv。
6）将内液外气双层管接入文丘里喷嘴，带电切削液与压缩空气在喷嘴内部混合后，形成带电气雾从喷嘴口喷出至磨削加工区域。
对比实验测试：
在精密平面磨床上进行普通润滑、微量润滑技术和静电微量润滑技术的工件表面磨削质量试验对比。所用砂轮为粒度60#的奥士通白刚玉砂轮。试验前，所有砂轮均使用单点金刚石砂轮修整器进行单点修整，且每次试验结束后均对砂轮进行重新修整以保证试验基础参数一致。工件选用45#钢并预先磨除1.5 mm厚度以保证试验中加工表面性能参数一致。
普通润滑过程中切削液流量为10L/min，实验结果如图2所示；工件表面形貌，呈现出大量不同深度和宽度的犁沟，表明其磨损机制为磨粒磨损。同时，沟槽两边因金属剪切滑动而出现较高的突起，形成相对较差的加工表面。
微量润滑技术和静电微量润滑，利用高压静电发生器，进行两组实验，一组高压静电发生器的电压为0kv；另一组高压静电发生器的电压为5kv。图3、图4分别为0 kV、±5 kV条件下工件被磨表面的扫描电镜图。其中，图3表示的是0 kV下的工件表面形貌，加工下工件表面的沟槽较浅，且犁沟表面相对光滑均匀。而图4表示出的在+5 kV加工时的工件表面形貌中划痕更加均匀、平整，犁沟深度最浅，表现出较好的加工质量。也印证推出的结论，工件在正电压的加工环境下比起比起负电压整体有着更低的粗糙度，效果更显著，加工质量更高。

Claims (4)

1.一种基于磨削加工的静电微量润滑方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）通过气动频率发生器触发柱塞泵，将纳米流体切削液自储液箱连续泵至输液管；
2）通过电磁阀控制气泵将压缩空气连续送至输气管；
3）通过气液汇流板将输液管与输气管汇合；
4）输液管与输气管汇合后，通过气液汇流板引出内液外气双层管；
5）通过高压静电发生器在输液管出口处引入高压静电电极，使切削液带电；
6）将内液外气双层管接入文丘里喷嘴，带电切削液与压缩空气在喷嘴内部混合后，形成带电气雾从喷嘴口喷出至磨削加工区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤1）中输液管内切削液流量为50-200ml/h。
3.根据权利要求1所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤2）输气管的气压为0.2-0.6Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种基于静电微量润滑的磨削加工方法，其特征在于，所述步骤5）中高压静电发生器的电压为5-10kv。
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