机械工程学报

作者：许文昊, 李长河, 张彦彬, 杨敏, 周宗明, 陈云, 刘波, 张乃庆, 许雪峰

单位：1. 青岛理工大学机械与汽车工程学院 青岛 266520;2. 汉能(青岛)润滑科技有限公司 青岛 266100;3. 成都工具研究所有限公司 成都 610500;4. 四川明日宇航工业有限公司 什邡 618400;5. 上海金兆节能科技有限公司 上海 200063;6. 浙江工业大学机械工程学院 杭州 310014

关键词：切削,磨削,微量润滑,纳米生物润滑剂,静电雾化,可持续制造；

基金：国家重点研发计划(2020YFB2010500)、国家自然科学基金(51975305、51905289)、山东省自然科学基金重点(ZR2020KE027)和山东省自然科学基金(ZR2021QE116)

微量润滑作为替代浇注式供液冷却的可行性方案之一，得到了数十年的发展。然而，气动雾化微量润滑雾滴的表面能逐渐降低；射流的穿透力、吸附力和浸润性能不足，雾滴的漂移和飞溅丧失严重，加大了对环境的污染。静电雾化微量润滑是解决工业生产应用面临技术瓶颈和环保压力的有效方式。首先，系统综述了静电雾化微量润滑关键装置、赋能原理与绿色雾化介质(纳米生物润滑剂)。其次，揭示了微液滴的雾化性能对切削区浸润性能的影响机制，并从荷电液滴静力学的角度阐述了静电雾化微量润滑优异的雾化性能，通过表征雾化介质的荷电性能分析了不同参数对雾化能力的影响机制。进一步地，基于纳米生物润滑剂的脂肪酸分子结构、黏度等理化性质，以及荷电液滴表面状态、空间多能场等，揭示了静电雾化微量润滑改善液滴浸润、渗透以及成膜性能的作用机制，并综述了其在车削、铣削、磨削等工况下对降低刀具磨损、提高加工表面质量的优异性能。在此基础上分析得到：静电雾化优异的雾化特性以及纳米生物润滑剂独特的润滑传热机制，不仅降低了加工环境油雾浓度，还提升了微量润滑的加工性能，具体表现在，与传统微量润滑相比PM2.5/PM10降低约6.2%～68.3%，刀具寿命增加约48.1%～100%，Ra降低约12.6%～39.3%。最后，展望了未来的发展趋势，以此希望为制造业双碳转型提供技术支撑和理论参考。

来源：2023年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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