基于静电微量润滑的AlSi7Mg铝合金高速铣削能量消耗研究

目的 通过开展AlSi7Mg铝合金高速铣削实验,研究静电微量润滑(Electrostatic Minimal Quantity Lubrication,EMQL)条件下不同的铣削参数对铣削过程中能量消耗的影响规律.方法 采用AlSi7Mg铝合金板材,在PT50A加工中心开展EMQL条件下不同铣削参数(切削速度、进给量和铣削深度)的正交实验,以及4种润滑条件(干式、传统浇注润滑、微量润滑和EMQL)下的对比实验,监测不同铣削条件下机床功率P情况,并对功率进行曲线拟合,再依据拟合函数积分求解不同条件下铣削过程的材料去除能量Ek,进而换算出相同材料去除体积下(即单位深度下)消耗的能量E',然后根据功率求解铣削比能Ek.根据实验结果分析不同铣削参数和润滑条件对4种能量消耗指标(P、E、E'和Ek)的影响规律,并将依据4种指标选出的正交实验优化参数应用于缸盖加工中.结果 尽管切削速度v和进给量f各有不同,当铣削深度ap取最小值(0.4 mm)时,功率曲线水平以及材料去除能量E均位于各数据组的最低水平.在实验11加工过程中,每毫米切削深度的材料去除能量E'为最小值.不论ap值如何变化,铣削比能均随着f的增大而逐渐减小.EMQL与传统润滑在功率、材料去除能量及铣削比能的结果上均较为接近.根据4种指标结果选出了优化铣削参数,v=1800 m/min,f=0.16 mm/r,ap=0.4 mm.结论 铣削深度对功率及材料去除能量的影响较显著,进给量对铣削比能的影响更为突出,而切削速度对E'值的影响较明显.此外,EMQL对传统润滑具有较好的替代性.