纳米颗粒改性微量润滑对AA7075-T6铝合金车削可加工性能及能耗的影响研究

《Scientific Reports》：Integrated experimental and machine learning analysis of nano-MQL assisted turning of AA7075-T6

　　

摘要

本研究全面探讨了干切削、微量润滑（MQL）和纳米颗粒改性微量润滑（纳米MQL）方法在车削AA7075-T6铝合金时的可加工性能。利用SEM/EDS分析评估了刀具磨损机理；比较了不同切削参数下的表面粗糙度、切削力和能耗。此外，利用基于机器学习的相关映射图和随机森林模型对所得数据进行了预测和评估。结果表明，切削环境对加工性能起决定性作用。与干切削相比，纳米MQL应用使切削刃上的积屑瘤（BUE）高度降低约29%，并且与MQL相比呈现更稳定的磨损形态。在所有切削参数下，纳米MQL条件下的表面粗糙度值均处于最低水平；与干切削相比提高了12–20%，与MQL相比提高了3–10%。在纳米MQL环境下，切削力与干切削相比平均降低8–19%，而能耗节省幅度为10–53%。纳米MQL策略通过减少刀具磨损、改善表面质量、降低切削力和能耗，在车削AA7075-T6合金中展现出高性能和高能效。