Top
欢迎登录 立即注册
忘记密码?
切削液对车削噪声及表面影响
来源: 作者: 浏览次数:0
微博 微信

分享到 - 微信

QQ空间 0评论

 

切削润滑液对车削噪声及表面质量的影响

李宝灵 高中庸 罗玉君
(广西工学院机械系 柳州  545006)


     摘要:在切削加工中,使用切削液润滑,可减小刀具与工件有面之间的摩擦,从而减小振动,减小切削噪声。配制适当的切削液,可使切削过程中的噪声降到机床本底噪声以下,工件表面质量也有明显提高。
    关键词:润滑液,噪声,添加剂

    目前切削振动是影响零件表面质量、引起噪声污  染的重要原因,减少振动、降低噪声是机械制造业中  值得重视的问题。因为振动不但会使加工零件产生振  痕、加速刀具磨损、机床受损,更重要的是噪声严重  危害操作工人的身心健康。
    目前多数机械加工厂噪声都很大,象某汽车厂后  桥加工噪声高达100dB,某钢圈厂车削噪声超过  105dB,目前都还没有找到一种有效控制噪声的方法  配制一种适合的切削润滑液,对于控制切削噪声无凝  是一种经济有效的方法,向润滑油中加入一定量的其  他组分即润滑油添加剂,从而改善润滑油的物理化学  性能,给润滑油赋予新的特殊性能或加强其本身的某  种性能,使其具有更好的润滑效果,减少摩擦和磨  损,进而有效地控制噪声。
  1试验部分
    (1)润滑油的选配
    1)基础油:30号、40号机油。
    添加剂代号:P3、P4、P12、S80、W0等。
    2)润滑液的配制:我们以30号、40号机油作为  基础油,在基础油中按不同比例加入各种添加剂,主要有:P3、P4属于极压抗磨剂;S80、W0、Pl2属于油性剂,充分搅拌均匀,保持一段时间,待其稳定再搅  拌,配成切削润滑液。
    (2)润滑液配比实验
    各种添加剂的不同配制比例,对润滑液的性能有较大影响,在实验中我们主要以润滑液的摩擦系数作为检验指标,力求得到较理想的配制比例。
    1)实验仪器:用经过改进的XM一2型摩擦系数测定仪,其工作速度为50—115trun/min,测力范围0—1.96N测量精度±2%。
    2)实验材料及方法:对钢一钢、钢一铸铁、铸铁一铸铁等不同材料的摩擦副,分别涂上配好的润滑液,在不同载荷、不同速度下分别测量其动、静摩擦系数;测量系统图如图l所示。

滚轮缩放,点击查看原图


 滚轮缩放,点击查看原图

  表1列出的是我们实验的部分结果,是以钢一铸铁摩擦副,滑块自重3.28N,负重5N试验条件下部分润滑剂的动、静摩擦系数之差,表中的油品代号分别为:①30号机油;②9.6%Wo+3.8%P4+86%30号机油;③l.5%P12+1.5%S80+97%40号机油;④40号机油。
我们选动、静摩擦系数之差较小,且摩擦力一速度曲线尽可能呈上升趋势的润滑液进行切削降噪试验,因为具有良好防爬性能的润滑液也有消除摩擦自激振动噪声的突出效果[1],经过试验分析比较选定油②(9.6%Wo+3.8%P4+86%30号机油)润滑液进行切削试验,同时用30号机油作切削试验进行对比。
    (3)切削噪声及工件表面粗糙度测定
    实验主要检验所配制的切削液对切削噪声的降噪效果,对工件表面加工质量的影响。
    1)零件设备及仪器
    车削试验在CA6140车床上进行,所用刀具为 YTl5硬质合金车刀、工件材料为A3钢。选择切削过程中产生振动和噪声较大的两种形状的工件:①薄壁圆筒外圆车削(外径D=φ121 mm,内径d=φ97.5mm,悬伸量L=115mm);②圆钢盘端面车削。
    用精密声级计和倍频程滤波器测量噪声强度,用电动轮廓仪测量表面粗糙度。
  2)实验方法
  用选定的切削液,采用涂抹的方式涂于工件与刀具表面,静置20min后进行车削试验,在静置过程中再涂抹1—2次该油,选用正常磨损的刀具来进行削试验。
    我们在机床不切削(空转)、无切削液时切削、有切削液时,进行几种不同条件的测量,测量数据如表2。

滚轮缩放,点击查看原图

2 试验结果及分析
    (1)无油润滑时,工件表面出现鱼鳞状波纹,这是由于刀具切削刃与工件的相对位置不稳定,有节奏地沿径向产生一定频率和振幅的切削振动引起的加工痕迹。
    (2)加一般机油进行润滑时,噪声有所降低,这是因为油分子在金属表面上形成的油膜减少了刀具与工件之间金属的直接接触,振动减小,但因为机油分子本身的吸咐能力较差,效果不明显,在加工前段较好,油膜在切削中很快失去,切削后段效果明显下降。
    (3)以配制的混合油作为润滑剂时,车削过程的振动和噪声明显减少,从试验测量的结果看,切削过程的噪声与原背景噪声已很接近,切削引起的噪声几乎消失,零件表面质量也有较大提高。这是因为所加的添加剂中,W0、P4可改善润滑油的物理化学性质,使润滑油分子能在摩擦表面牢固地吸附,使刀具与工件部分的金属变为油性剂分子膜(一种类似于缓冲垫的保护膜,见图2)和极压无机润滑膜之间的接触(图3),防止了金属表面的直接接触,从而使摩擦系数下降,磨损减少。
滚轮缩放,点击查看原图

滚轮缩放,点击查看原图

3结束语
    (1)切削过程中噪声的产生主要是由于刀具与工件之间的强烈摩擦引起的摩擦颤振引起的;选择一种动静摩擦系数差较小且能牢固吸附在工件和刀具表面的润滑剂作为切削液,减少刀具与工件之间的摩擦力,从而有效地降低切削噪声,并可使工件加工表面质量有很大的提高。
    (2)各种添加剂的不同配制比例,对润滑液的性能有较大影响,找到最佳品种的添加剂及合适的比例才能得到最好的减振降噪效果。我们配置的润滑液(9.6%Wo+3.8%P4+86%30号机油)其降噪效果较理想,车削噪声基本消失,表面质量提高2级。
    (3)我们在实验过程中是采用涂抹的方式把切削液涂抹在工件上,静置一段时间,目的是使油膜分子与金属表面能充分的反应及吸附在金属表面,使工件与刀具之间形成油膜接触.这种涂抹的润滑方式优点是可减少切削液的损耗、减少环境污染,对于一些润滑困难的加工特别实用。
    (4)在试验过程中,主要还是依靠大量的实验对比来寻找较合适的配比比例,各种添加剂的配比比例对切削液性能的影响机理及规律,将在该项目后续的工作中不断探索和研究。
    参考文献
[1]高中庸,润滑降噪剂的研究与应用,润滑与密封,l992,N0.3。
[2]汪德涛,润滑技术手册,北京:机械工业出版社,l998。
[3]沈怡琳,车床切削加工表面异常波动分析,广西机械,2000,1。
[4]温诗铸,摩擦学原理,清华大学出版社,l990.1。
[5]冯亚青等,助剂化学及工艺,北京:化学工业出版社,l997.6。

相关阅读
滚动鼠标加载更多~~
编辑专栏
推荐产品
Top