一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种刀具‑工件接触面液滴动态润湿特性检测方法与装置。检测切削液液滴的动态润湿特性以选择性能更好的切削液是十分必要的。本发明专利技术包括微液滴制备装置、刀具块进给装置、工件块、视觉检测系统和机架。微液滴制备装置与刀具块进给装置并排设置；微液滴制备装置包括微液滴蘸取模块和液体盛放容器。微液滴蘸取装置通过呈门形的微液滴制备支架安装在底板上；所述微液滴蘸取模块包括XZ驱动台和碳纤维束。刀具块进给装置包括刀具块、压力气缸、第二连接板和Y向移动平台。本发明专利技术分别通过液滴润湿角、液滴铺展面积和液滴黏附痕迹长度建立了层次分析模型，并通过权向量的计算提供了一种适用于不同刀具、工件材料的最佳润湿性液滴选择方法。

【技术实现步骤摘要】
一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法与装置
本专利技术涉及一种刀-屑接触面液滴润湿特性检测方法，特别是涉及一种拉刀刀齿的刀-屑接触面液滴动态润湿特性检测方法与装置。
技术介绍
液滴动态润湿特性是评判切削液性能的重要指标。在金属切削加工过程中，具有良好润湿性能的切削液能够快速地进入加工区域，起到润滑、冷却等作用，从而达到提高加工质量，减少刀具磨损等目的。随着“绿色生产”理念的持续发展，最小量润滑技术(MQL)被认为是一种绿色的，环境有好的切削液供给方式。传统浇注式供给切削液流量大约为50～100L/h，而MQL则降至30～100ml/h。这意味着使用MQL技术时，切削液往往以微液滴的形式进入刀-屑接触面起到润滑冷却作用。在拉削加工中，以键槽拉刀为例，拉刀与工件做水平方向的相对运动，其中刀齿与工件紧密贴合。这就需要具有良好润湿性的切削液快速进入切削区域改善加工过程。因此检测切削液液滴的动态润湿特性以选择性能更好的切削液是十分必要的。目前存在的相关检测方法与装置并不多。如专利号为(CN109307642A)的专利技术专利公开了一种细粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法，其特征在于：步骤一、对m种被测液体分别进行液滴摩擦拖拽试验，获得被测液体的铺展面积和粘附痕迹长度；液滴摩擦拖拽试验为将被测液体滴加在刀具块上，并将刀具块和工件块进行一次摩擦运动；铺展面积为摩擦前的俯视面积；粘附痕迹长度为摩擦后所成痕迹的长度；/n步骤二、基于层次分析法，将被测液体的动态润湿特性评判过程分为三个层次：最下层为方案层，由m种被测液体组成；中间层为准则层，由测得的润湿角、铺展面积、粘附痕迹长度组成；最上层为目标层，即评判的被测液体的最佳动态润湿特性；/n步骤三、构造准则层对目标层的判断矩阵A；将润湿角、铺展面积、粘附痕迹长度分别作为三...

【技术特征摘要】
1.一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法，其特征在于：步骤一、对m种被测液体分别进行液滴摩擦拖拽试验，获得被测液体的铺展面积和粘附痕迹长度；液滴摩擦拖拽试验为将被测液体滴加在刀具块上，并将刀具块和工件块进行一次摩擦运动；铺展面积为摩擦前的俯视面积；粘附痕迹长度为摩擦后所成痕迹的长度；
步骤二、基于层次分析法，将被测液体的动态润湿特性评判过程分为三个层次：最下层为方案层，由m种被测液体组成；中间层为准则层，由测得的润湿角、铺展面积、粘附痕迹长度组成；最上层为目标层，即评判的被测液体的最佳动态润湿特性；
步骤三、构造准则层对目标层的判断矩阵A；将润湿角、铺展面积、粘附痕迹长度分别作为三个因素；分别设定准则层的三个因素中两两之间的重要性影响比；
建立矩阵A如式(1)所示；



式(1)中，aij表示第i个因素与第j个因素之间的重要性影响比，i＝1,2,3，j＝1,2,3，aij越大表示第i个因素相较于第j个因素越重要；
计算矩阵A的权向量ωa＝[ωa1,ωa2,ωa3]T和最大特征根λa；
步骤四、构造对方案层对目标层的判断矩阵B、C、D；根据m种被测液体的润湿角大小，确定m种被测液体两两之间的润湿角特征比，建立矩阵B如式(2)所示；根据m种被测液体的铺展面积大小，确定m种被测液体两两之间的铺展面积特征比，建立矩阵C如式(3)所示；根据m种被测液体的粘附痕迹长度大小，确定m种被测液体两两之间的痕迹长度特征比，建立矩阵D如式(4)所示；









其中，bxy表示第x种被测液体与第y种被测液体的润湿角特征比；cxy表示第x种被测液体与第y种被测液体的铺展面积特征比；dxy表示第x种被测液体与第y种被测液体的痕迹长度特征比；x＝1,2,…,m，y＝1,2,…,m；
分别计算矩阵B、C、D的权向量ωb＝[ωb1,ωb2,...,ωbm]T、ωc＝[ωc1,ωc2,...,ωcm]T、ωd＝[ωd1,ωd2,...,ωdm]T和最大特征根λb、λc、λd；
步骤五、对矩阵A、B、C、D分别进行一致性检测，对未通过一致性检测的矩阵进行根据步骤六中的方法进行修正；若矩阵A、B、C、D均通过一致性检验，则直接进入步骤七；
步骤六、对各个未通过一致性检测的矩阵A、B、C或D进行修正，使其通过一致性检验；
步骤七、计算各方案对目标的权向量ω如式(7)所示；



权重特征值ω1、ω2、ω3分别对应m种被测液体；权重特征值越大，则对应的被测液体的动态润湿特性越优异，由此得到三种被测液体的动态润湿特性的优劣。


2.根据权利要求1所述的一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法，其特征在于：步骤六中修正矩阵的具体过程如下：
6-1：将未通过一致性检测的矩阵A、B、C或D分别定义为被修正矩阵Z；根据被修正矩阵Z的权向量ωz＝[ωz1,ωz2,...,ωzn]T构造一致性矩阵W如式(5)所示；



6-2：计算扰动矩阵P如式(6)所示；
P＝Z-W(6)
6-3：按照扰动矩阵P中元素绝对值从大到小的顺序，对修正被修正矩阵Z内各个对应元素进行排序；之后按照顺序依次修正被修正矩阵Z内各个大于1的元素；修正的条件为：若被修正的元素zij≠2且pij＞0，则将zij减小1；若zij≠9且pij<0，则将zij增大1；否则，zij保持不变；当被修正矩阵Z内一个大于1的元素zij被修正时，同步修正该元素在被修正矩阵Z内对角位置的元素zji，使得zij＝1/zji；
每当一个被修正矩阵Z内一个大于1的元素被修正后，均对修正后被修正矩阵Z进行一致性检测；若通过一致性检测，被修正矩阵Z的修正完成；若未通过一致性检测，则继续修正被修正矩阵Z内的下一个元素；若被修正矩阵Z内所有大于1的元素均被修正后，被修正矩阵Z依然未通过一致性检测，则进入步骤6-4；
6-4.以修正后的被修正矩阵Z作为新的被修正矩阵Z重新执行步骤6-1至6-3的修正，直到被修正矩阵Z通过一致性检测。


3.根据权利要求1所述的一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法，其特征在于：步骤三中，a12＝5，a13＝3，a23＝2。


4.根据权利要求1所述的一种刀具-工件接触面液滴动态润湿特性检测方法，其特征在于：两种被测液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪敬，崔智，周江恒，何利华，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33