1 引言

     在機械製造領域，切削加工中使用的磨削對提高加工質量和加工（gōng）效率具有重要的意義（yì），MQL 技術的（de）使用既（jì）提高了工效又降低了汙染。在MQL 平（píng）麵磨削中（zhōng）為了設計和提高加工質量，采用正交設計法、信噪比方法和方（fāng）差分（fèn）析法（fǎ）分三個階段對影響加工質量的參數進行了分析與（yǔ）優化，一階段是用正交設計法確定各參（cān）數的最優組合，使實驗次數大幅減少；二階段是利用信噪比對加（jiā）工質量和加工效率的平均值和偏差進（jìn）行綜合衡量；三（sān）是方差分析法對（duì）加工質量各參數的方差進行分析從而（ér）得到（dào）最（zuì）優的加工方案。

      2 MQL 平麵磨削區流場動壓力

      最小量潤滑（huá）技術（shù）又稱準幹式（shì）切削，它是將壓縮氣體與極微量的潤滑（huá）液混合氣化後，噴射到加工區，對刀具和工件之間的加工部位進行有效的（de）潤滑。最小量潤滑技（jì）術所使用的潤（rùn）滑液用量非常少（shǎo），一般為（0.3~0.5）ml/min，大大減小了對環境的汙染[1]，磨削區（qū）流場示意圖，如圖（tú）1 所示。

      2.1 流體動壓力和有效流量的計（jì）算

      2.2 定性分析流場動（dòng）壓力和有效流量

      為了比較磨削區的流場動壓力和（hé）有效流量的實驗值與理論計（jì）算值需要（yào）測量的數據如（rú）下：

      砂輪轉速vs噴嘴的噴射速度vj通過磨削區的（de）有效（xiào）流量qu磨削區的流場動壓力pmax2.3 通過定性分析得（dé）到結（jié）論磨削區有效流（liú）量增大，接（jiē）觸區壓力增大。噴射速度和噴射流量增大，有效流量和接觸壓力增大。砂輪轉速增大，流場動（dòng）壓力增（zēng）大。

      一般情況（kuàng）下，不期（qī）望有較大的接（jiē）觸區壓力，因為較大的接觸區壓力不僅會（huì）給砂輪額外的（de）力使砂輪主軸變形，而（ér）且還會影響工件的加（jiā）工表麵質量，所以對（duì）液體傳輸情況、砂輪轉速、進（jìn）給量和切削深度（dù）等進行優化，可以降低動壓力，產生較大的有效流量，降低砂輪磨損，提高加工質量[2]。

      3 對平麵磨（mó）削（xuē）參數的設計與優化

      磨削參數的設計和優（yōu）化，是通過調（diào）整設計變量及控製容差（chà）使影（yǐng）響加工質量的因素與設計值發生差變時仍能（néng）保證加工質量的過程。磨削參（cān）數的（de）設計與優化一般需完成兩步工作，一是建立可（kě）行的加工參數體係，充分顯示出各種（zhǒng）因素的變差對加工質量的影響；二是獲取影響加工質量的可靠信息，尋找對各種因素幹擾不靈敏的加工方案。為了提高磨削生產率和磨削質量下麵對工件（jiàn）材料切除量（liàng）Q和（hé）表麵加工粗（cū）糙度進行設計與優化。

      3.1 磨削（xuē）參數（shù）的分析及相關的信噪比計算

      信噪比（signal-to-noise， S/N）作為通信係統的質量指標，已有近百年的曆史，日本學者田口（kǒu）玄一博士把（bǎ）S/N 引（yǐn）入到實驗設計技術中，用（yòng）作反映產品質量穩健性的重要指（zhǐ）標。因此，在磨削實驗中用S/N 來反映磨削生產率（lǜ）和表麵粗糙度的穩健（jiàn）性[3]。

      最小量潤（rùn）滑方式下磨（mó）削實驗中（zhōng）的參數，如表1 所示。

      3.1.1 關於工件材料切除量Q 的信噪比計算

      材料切除量Q 的均方差公式：

      總的切除量（liàng）平均信噪比為（wéi）：εQ =38.28由（yóu）方程（7）、（8）可知，信噪比（bǐ）越大，切除量的（de）方差值越小，說（shuō）明實際的加工切除量越接近目標值，因此，較（jiào）大的信噪比是所期望的。

      3.1.2 關於加工（gōng）表麵粗糙度信噪比的計算

      表（biǎo）麵粗糙度（dù）的均方差公式：

      由方程（8）、（9）可知，信噪比越大，表麵粗糙度的（de）方差值（zhí）越小。

      3.2 磨（mó）削參（cān）數的方（fāng）差分析及相關（guān）計算

      為（wéi）了獲取影響加工質量的重要參數下麵用（yòng）方差分析（xī）法，方差分析法的基本（běn）原（yuán）理是：

      （1）將數據總的偏差平方和按照產生的原因分解成由因素（sù）的水平不同引起的偏差平方和以及由試驗誤（wù）差引起的偏差平方和（hé）兩部分之和（hé）：

      （總的（de）偏差平方和）=（由因素水平引起（qǐ）的偏（piān）差平方和）+（實（shí）驗（yàn）誤差平方（fāng）和）

      （2）上（shàng）式右（yòu）邊兩個平方和的（de）相對大小可以說明（míng）因素的不同水平是否使得各平均值產生顯著性差異，為此（cǐ）進行適當的統計假設檢驗[6]。

      4 結語

      從表7 分析可知，進給量是影（yǐng）響切除量（liàng）的唯一的重要參數，表1 中的切削速度和切削（xuē）深度對切除量（liàng）產生（shēng）的影響（xiǎng）較小；從表8分析可知，砂輪（lún）速（sù）度（dù）、進給量和切削深度對加工表麵粗（cū）糙度的影響都較小。