【摘 要】
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微量润滑（MQL）技术是以绿色切削为技术背景,力求解决传统浇注式切削对环境、人体等造成的负面影响。微量润滑是将压缩气体与少量切削液充分混合后形成微米级油雾,高速喷射至整个切削区域,进而发挥较好的冷却润滑效果,减小刀具-工件-切屑之间的摩擦,降低刀具磨损,有效提高工件表面质量。为实现微量润滑油雾高效、稳定的输出,在分析现有微量润滑系统研究现状的基础上,本文提出了一种新型微量润滑系统,对系统的供液、供
【基金项目】
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四川省科学技术厅:“基于专家系统的智能微量润滑系统研究（2019YFG0358）”；
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微量润滑（MQL）技术是以绿色切削为技术背景,力求解决传统浇注式切削对环境、人体等造成的负面影响。微量润滑是将压缩气体与少量切削液充分混合后形成微米级油雾,高速喷射至整个切削区域,进而发挥较好的冷却润滑效果,减小刀具-工件-切屑之间的摩擦,降低刀具磨损,有效提高工件表面质量。为实现微量润滑油雾高效、稳定的输出,在分析现有微量润滑系统研究现状的基础上,本文提出了一种新型微量润滑系统,对系统的供液、供气原理进行了设计,使得微量润滑系统更适用于实际生产,论文主要工作内容包括以下几个方面:（1）分析了微量润滑系统的工作原理,提出了微量润滑系统的总体设计方案,确定了使用蠕动泵供给切削液,使用电气比例阀供给压缩气体。所选蠕动泵和电气比例阀由微量润滑控制系统进行控制,并在蠕动泵和电气比例阀的液、气管路输出端分别设置了流量和气压传感器,以获取微量润滑系统的实时油雾参数。（2）对微量润滑系统的硬件电路进行了设计,并绘制了相应的电路原理图,主要包括电源电路、485通讯电路、运放电路、I/V转换电路及LCD显示电路。最后介绍了微量润滑控制系统的主控PCB板的实现过程及采用的抗干扰设计。（3）对微量润滑控制系统使用的控制算法进行了研究,在Matlab/Simulink中搭建了模糊PID控制模型并进行仿真分析;完成了微量润滑控制系统的软件设计,主要包括控制系统的主程序、RS-485从机通讯程序、电气比例阀控制程序、模拟量采集程序及PC上位机等,通过模糊PID控制算法,实现了微量润滑系统对输出流量和气压的小超调、精确控制。（4）进行了微量润滑和传统浇注式对比实验,以进给量f、切削速度vc、背吃刀量ap为实验参数设计了三因素三水平的L9（3~3）正交实验,研究了微量润滑的切削效果。结果表明,与传统浇注式切削相比,微量润滑能够改善切削工件的表面质量。对微量润滑工况下磨损的刀片进行了SEM微观形貌和EDS能谱分析,表明了微量润滑可以提高加工性能,在切削过程中起到了良好的冷却润滑作用,证明了本文设计的微量润滑系统的实用性。
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