分析二硫化钼润滑剂在表面磨削过程基于田口方法

r·n·帕蒂尔¹和B。B Ahuja¹

研究学者,一代诗人Vidyapeeth大学印度浦那。
副主任,政府,工程学院,印度浦那

文摘

磨削是一种使用最广泛的表面处理过程以优秀的过程能力的表面光洁度和材料去除率。它已广泛应用于制造业,因为它可以处理各种各样的工件材料和形式。但是它需要非常高的具体能源和产生很高的温度,结果到高残余应力、微裂缝和燃烧。减少这些副作用通常冷却剂使用,减少摩擦和工作提供了有效的冷却环接口。冷却剂的常规应用多次无效是由于难接近沸腾的液体研磨区和电影。许多传统的冷却剂构成健康危害和支持温室效应。摘要固体润滑剂的使用,二硫化钼在适当的介质研磨区和减少摩擦,从而消除热生病对磨削过程的影响。结果表明,磨削力、磨削能量和降低表面粗糙度的帮助下使用二硫化钼与干磨和磨削相比与传统的冷却剂。

关键字

冷却剂;润滑剂;二氧化钼;田口方法。

我的介绍。

磨削过程的材料去除的小芯片的机械作用砂轮磨料粒子结合在一起。这基本上是一个完成的过程用于生产关闭空间和几何精度和光滑的表面光洁度。然而在某些应用程序中,申请更高的材料去除率和磨削过程也称为磨料加工[1]。它是区别于其他加工过程等方面几何工具,大接触面积和高工具和工件之间的摩擦和高特定的能源需求。雷竞技网页版在磨削过程中特定的能源消耗高成果转化为热量。主要部分的热量转移到工件[2]。严重的热输入影响工件质量。它可能诱发热损伤如燃烧、表层和次表层的裂缝,冶金相转换、残余拉伸应力和空间扭曲和更多的不良影响[3 - 5]。控制在磨削过程中产生的不良影响热量在切削区,保证工件的质量,冷却剂使用。磨削液引入磨削操作减少和转移在磨削热,在芯片形成润滑,清洗宽松的芯片和木屑的砂轮,化学研磨行动或机器维护的援助。 Grinding fluids of five different categories are used popularly. These are petroleum base and mineral base cutting oils, water soluble oils, synthetic fluids, semi synthetic fluids, water plus additives, including rust inhibitors, water treatments (for examples, softeners), and defoaming agents.

几个研究人员进行研究冷却剂类型,其成分和供应特征[6]。然而,在磨削磨削弧操作冷却剂相对难以接近。因此,通常是无效的在降低磨削区温度,但只提供批量工件的冷却。周围的僵硬的边界层形成旋转砂轮也抑制了访问的液体研磨区(7、8)。传统的冷却剂丧失对电影沸腾和冷却性能的膜沸腾温度冷却剂较低影响磨削液[9]的有效性。然而,淹没了冷却剂操作允许有效去除磨削木屑,需要磨。常规磨削液的环境危害和日益严格的法规对其使用和处理[10]。这些液体的成本也很高。作为一种替代传统液体其他冷却剂/润滑剂是尝试。

一些努力的帮助下进行了固体润滑剂替代显示大幅改善的过程[11]。进一步调查这些因素促使使用可生物降解的冷却剂,最小数量冷却和冷却剂自由研磨[12]。但任何试图减少或避免冷却剂只能处理通常遇到的函数替换的冷却剂通过其他手段。磨采用低温液氮冷却润滑和最小数量(MQL)酯油提供现货的形式喷射或喷雾雾为此替代方法。石墨磨nanoplatelets固体润滑的影响也使学习有效的方法提高过程[13]。结果非常令人鼓舞,但是所需数量的纳米材料总体成本的显著增加。

本调查的目的是采用二硫化钼,这是一个高温固体润滑剂,作为一种手段,以减少热生成的磨削区和学习过程的性能。一个试验装置设计并建造了二硫化钼的比较性能分析辅助磨削用干和传统淹没了冷却磨削。

二世。实验装置

实验设置的设计和制造,以确保适当的交付承运人的固体润滑剂磨削区。这是设计的帮助下重量加载油缸。二硫化钼和承运人的混合油引入气缸。恒压维持在这个组合活塞的帮助下依次加载的重量安装在活塞杆如图1所示。流的混合控制的帮助下流量控制阀。混合是影响磨削区通过一个喷嘴的开放1毫米* 25毫米。打开的宽度对应于砂轮的宽度。首先交付给混合软橡胶轮,自由旋转和维持在恒定与砂轮的接触。雷竞技网页版粘贴是最终转移到砂轮,然后研磨区磨削区作为润滑剂。

2.1主要实验

磨削操作进行水平往复表平面磨床。试样的尺寸100毫米* 50 mm * 10毫米厚度用于实验。进行磨削工件的长度。

最终影响行业主要是感兴趣的是表面光洁度的质量通过流程和过程的能量消耗。因此为主要调查因素后ar e保持不变。表1中提供的细节。

主要实验是进行合金钢符合美国钢铁协会的4140观察固体润滑剂的使用过程的影响。实验的结果列在表2。

2.2田口实验设计的方法

田口实验设计方法提供了一个简单,有效和系统方法的优化实验设计的性能质量和成本。许多制造业情况已经证明是成功的。传统的实验设计过程关注平均产品或工艺性能特征。但田口方法集中于变化对产品或过程质量特征的影响而不是它的平均水平。田口的方法,使产品或过程性能不敏感(可靠的)变化不受控制或噪声的因素。田口方法建议,这可以做的

适当的设计参数在参数设计的阶段离线质量控制。他设计了特定的标准正交数组(OAs),同时和两个或两个以上的独立评估参数的能力影响特定产品或过程的可变性特征可以通过最低数量的测试。随后,决定这些参数的最优组合。以下研究目标是固定的:

我)找出使用武力的二氧化钼的影响所需的研磨和表面粗糙度,和

(二)进行比较研究的应用到各种合金钢。地面的表面粗糙度(Ra)和所需的力(F)作为质量特征的过程。表面光洁度是一个直接的过程的结果,是衡量一个三丰公司surftest。力测量使用测力计,记录了两个组件的力。合力解决,被认为是一个响应。

速度和饲料等操作条件在实验中保持不变。然而,横向进给速度、工件材料和润滑剂被认为的流量变化。三个层次,拥有相等的间距,在操作范围内选择的因素,如表3所示。通过选择三个层面曲率或非线性效应研究。

表4显示了实验布局L27 0 rthogonal数组组成的三个控制因素和三个层次根据田口方法的建议。每列中的数字表示的特定因素和水平L27正交阵列27实验是需要检查的总生产参数。L27正交数组选择符合这个要求。

2.3实验

通过选择L27正交数组重复测试的问题解决,数组本身建议重复。这有助于获得更可靠的信息统计分析的实验。质量特性,如表面粗糙度(Ra)μm和力(F) N指出的测量系统。与Ra有一致的结果,部分地面给七组向上和向下的火花。获得的样本数据的质量特性,如表面粗糙度μm (Ra)和力在N二硫化钼辅助磨削表5所示。可以看出有相当大的一致性得到数据和统计分析是可靠的。

2.4。分析的数据

2.4.1。评价(S / N比率

田口方法表明审判中的重复数据的变换成一个统一的单值称为信噪比。在这里,“信号”一词代表了理想的价值(平均)和“噪音”代表了不受欢迎的价值(标准差)。S / N比率代表出现在质量特性的变化。根据质量特性的目的可以有各种类型的S / N比率。这里的理想目标,磨削操作所需的力和表面粗糙度应该更低。因此罹——更好的信噪比,下面是申请将观察到的数据:

Z = log10 {(y * * 2) / n}

在Z lower-the-better的信噪比情况下,y是第i个重复测量的质量特性,试验和N重复的次数。S / N比率,标准差和对二硫化钼辅助磨削的磨削力意味着各种合金钢、不同流速和横向进给率计算观测数据和表列在表6所示。

从信噪比的计算值,这些值获得不同层次的因素和列表在表7所示。

主要影响情节(数据意味着)计算信噪比计算并显示图形如图4所示。信噪比最高的总收益率与最小方差最优质量。因此,水平更高的价值决定了每个因素的最优水平。对实验进行最好的结果将是获得AISI4140,工件材料,横向进给率10μm, 60 mm3 /分钟的流量。

值计算的方法,获得了不同层面的价值因素和列表在表8和相同的图形化表示在图5

2.4.2的回归分析

田口方法可用于预测的全因子设计。完整的阶乘预测的回归方程

Ʈs F = 371 + 0.181 + 5.86 d - 4.89 F

F是牛顿的磨削力,Ʈs MPa工件材料的剪切应力,d是微米的横向进给和F是mm3 /分钟的流量

2.4.3。方差分析

方差分析是一种计算技术定量地估计的相对贡献,每个控制参数对整个测量响应,表示为一个百分比。因此如何重要信息各控制参数对实验结果的影响。的全变差

响应分解为变化由于各种控制因素及其交互和由于错误参与实验。方差分析可以用原始数据或S / N数据。基于原始数据的方差分析表明影响平均响应的因素,而不是减少变异。但基于S / N数据方差分析考虑这两个方面,所以在这里使用。因为它是一个饱和设计,所有列被分配的因素,池的变化由于错误估计的因素有最小方差的估计。这也决定了费舍尔测试(野生)因素找到结果的置信度。方差分析下的所有质量特征进行研究。

三世。解释图力量作为质量特性:

的基础上解释结果所需的力磨削操作的帮助下二硫化钼固体润滑剂的选择材料,符合美国钢铁协会的4140,符合美国钢铁协会的4340和符合美国钢铁协会的52100在图7图8。

第四,分析表面粗糙度

类似的力量,田口方法分析了表面粗糙度二硫化钼辅助磨削过程中获得的。S / N比率,标准差和均值为二硫化钼辅助磨削表面粗糙度对各种合金钢、不同流速和横向进给率计算的观测数据列表在表10。

从信噪比的计算值,这些值获得不同层次的因素和列在下表11中

主要影响情节(数据意味着)计算信噪比计算并显示图形,如图9所示。信噪比最高的总收益率与最小方差最优质量。因此,水平更高的价值决定了每个因素的最优水平。进行的实验将会获得最好的结果符合美国钢铁协会的52100,工件材料,横向进给率10μm, 60 mm3 /分钟的流量。

值计算的方法,获得了不同层面的价值因素和表12和表相同的图形化表示在图10所示。

4.1的回归分析

田口方法可用于预测的全因子设计。完整的阶乘预测的回归方程

Ra = 0.461 + 0.000050Ʈs + 0.000417 d - 0.000333 f

Ra是牛顿的磨削力,Ʈs MPa工件材料的剪切应力,d是微米的横向进给和f是mm3 /分钟的流量

诉解释图形表面光洁度的质量特征

表面粗糙度的解释结果的基础上得到了在磨削操作的帮助下二硫化钼固体润滑剂的选择材料,符合美国钢铁协会的4140,符合美国钢铁协会的4340和图11给出符合美国钢铁协会的52100图13所示。

六。结论

实验设置为应用程序开发的二硫化钼作为一种手段来降低磨削区产生的热量被追究提高表面光洁度,减少削减部队参与的过程。实验设计的田口方法用于调查。与干磨削和研磨相比与传统的冷却剂,二硫化钼给大大减少了磨削操作所需的力和表面完成改善。因此二硫化钼作为润滑剂的有效的作用是明显的改善的输出参数。也可以进行类似的实验与其他固体润滑剂和石墨一样,磷酸锌和硼酸,这可能会导致表面磨光的最有效的固体润滑剂。

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