[0033] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0034] 摆线式超声搅拌结合交变电场配制绿色纳米切削液的方法，具体如下：
[0035] 第一步：如图1所示，将有机玻璃容器9置于型材架1上；有机玻璃容器9底部设有减震垫5；有机玻璃容器9的中心处设有一体成型的筒状立柱；超声振动搅拌棒14置于有机玻璃容器9内；两个弧形电极7对称置于有机玻璃容器9内壁处，且均通过导线与交变脉冲电源相连；将切削液前置混合液倒入有机玻璃容器9中；启动伺服电机2，同时温控装置将超声振动搅拌棒14与超声脉冲电源接通，打开给两个弧形电极7供电的交变脉冲电源；其中，伺服电机2的底座通过电机架3固定在型材架1上；由伺服控制器控制伺服电机2转速；伺服电机2驱动力通过联轴器4传递给驱动轴6，驱动轴通过轴承支承于有机玻璃容器9的筒状立柱内，轴承通过轴承盖10轴向限位；驱动轴带动固定在驱动轴6上的驱动齿轮12旋转；由于齿圈11固定在型材架1上，从动齿轮13同时与驱动齿轮12和齿圈啮合时便绕着驱动齿轮12作旋转运动；由于超声振动搅拌棒14偏心固定在从动齿轮13上，从动齿轮13在自转的同时带动超声振动搅拌棒14绕从动齿轮13的中心作旋转运动，从而实现超声振动搅拌棒14在有机玻璃容器9中的物理搅拌；同时，由于超声脉冲和交变脉冲作用，在搅拌区域内实现了摆线式超声搅拌与交变电场复合作用。其中，超声振动搅拌棒14在搅拌的同时产生超声波空化，进一步促使不同物质混合的前置混合液均细化；弧形电极7的弧形区域内电场强度不均匀，而靠近弧形电极7的纳米粒子或微细油滴极易被极化，被极化的纳米粒子或油滴在不同电场强度中所受力(包括偶极作用力、库仑力、运动阻力、重力)的合力不为零，因此电场中纳米粒子和油滴之间的作用力会进一步加速运动，使得纳米粒子的团聚效应和油滴的聚并效应被进一步破坏。由于搅拌过程中会使温度上升，温度过高会影响绿色纳米切削液性能，必须利用温度传感器15对有机玻璃容器9内的切削液前置混合液温度进行实时监测。
[0036] 第二步：循环搅拌
[0037] 超声振动搅拌棒14随从动齿轮13周期性转动，形成周期性搅拌，一个搅拌周期为10～15分钟(以下实施例中一个搅拌周期均为10分钟)，循环5～10次(以下实施例中均循环
10次，且以下实施例中超声振动搅拌棒14的搅拌速度均设置为120r/min)。每个搅拌周期中，当测得切削液前置混合液的温度超过60℃时，温控装置自动切断超声振动搅拌棒14的供电，停止振动，只进行物理搅拌，而两个弧形电极7的交变电场继续保持工作，同时增大设置在有机玻璃容器9外壁及底部的水冷通道8内的常温水的流量，待测得切削液前置混合液的温度降低至常温时重新对超声振动搅拌棒14供电，进行超声振动搅拌，同时减小水冷通道8内常温水的流量。
[0038] 第三步：搅拌完成后，关闭超声脉冲电源和交变脉冲电源，静置，并利用水冷通道8内的常温水将有机玻璃容器9内的切削液前置混合液水冷至常温，得到均质的绿色纳米切削液。
[0039] 进一步，如图2所示，从动齿轮13开设有排布规律呈阿基米德螺旋线的多个安装孔，即各个安装孔中心与从动齿轮13中心的距离d＝a+bθ，其中，a为最靠近从动齿轮13中心的安装孔中心与从动齿轮13中心的距离，b为大于0且小于r的系数；记最靠近从动齿轮13中心的安装孔中心与从动齿轮13中心的连线为线段A，θ为线段A沿阿基米德螺旋方向转到安装有超声振动搅拌棒14的安装孔中心与从动齿轮13中心连线所需的角度；设齿圈11的半径为R，从动齿轮13的半径为r，旋转角速度为ω，则超声震动搅拌棒14中心在坐标系xoy中划过的轨迹为：
[0040]
[0041] 其中，t为伺服电机2的运行时刻。
[0042] 如图3‑1所示为超声震动搅拌棒14固定在最靠近从动齿轮13中心的安装孔处时超声震动搅拌棒14中心划过的轨迹包络线，如图3‑2所示为超声震动搅拌棒14固定在与从动齿轮13中心距离排在倒数第二的安装孔处(以下实施例中超声震动搅拌棒14均固定在该安装孔处)时超声震动搅拌棒14中心划过的轨迹包络线。
[0043] 进一步，如图4所示，弧形电极7的材料为黄铜，两个弧形电极7带等量异种电荷，则两个弧形电极7上位置对应且间距为d′的两个点之间的电场强度为：
[0044]
[0045] 其中，U为交变脉冲电源的电压；上述电场强度求解公式是按照将弧形电极近似为无数个平行电极板后间距为d的两个平行电极板之间的电场强度来求解的。可见，两个弧形电极7上位置对应的两个点距离越近，电场强度越大，电场线密度也越大。
[0046] 实施例1：
[0047] (1)切削液前置混合液配置如下：
[0048] 将质量份数为1份的蓖麻油、质量份数为0.5份的甲壳素、质量份数为0.25份的纳米级金刚石粉末在机玻璃容器9内进行混合，再将质量份数为8.75份的去离子水加入机玻璃容器9内进行混合，最后在机玻璃容器9内加入2g氯化钠晶体进行混合，得到切削液前置混合液。本实施例中，蓖麻油50g，甲壳素25g，纳米金刚石粉末12.5g，去离子水437.5g，氯化钠晶体2g。
[0049] (2)摆线式超声搅拌与交变电场复合作用的参数设置：
[0050] 超声脉冲电源的脉冲频率设置为20kHz，功率设置为400W；交变脉冲电源的电压为40V，脉冲频率为100kHz。
[0051] 实施例2：
[0052] (1)切削液前置混合液配置如下：
[0053] 将质量份数为1份的蓖麻油、质量份数为2.5份的甲壳素、质量份数为1份的纳米级金刚石粉末在机玻璃容器9内进行混合，再将质量份数为90份的去离子水加入机玻璃容器9内进行混合，最后在机玻璃容器9内加入5g氯化钠晶体进行混合，得到切削液前置混合液。本实施例中，蓖麻油50g，甲壳素125g，纳米金刚石粉末50g，去离子水4.5kg，氯化钠晶体5g。
[0054] (2)摆线式超声搅拌与交变电场复合作用的参数设置：
[0055] 超声脉冲电源的脉冲频率设置为50kHz，功率设置为600W；交变脉冲电源的电压为60V，脉冲频率为200kHz。
[0056] 实施例3：
[0057] (1)切削液前置混合液配置如下：
[0058] 将质量份数为1份的蓖麻油、质量份数为1份的甲壳素、质量份数为0.5份的纳米级金刚石粉末在机玻璃容器9内进行混合，再将质量份数为25份的去离子水加入机玻璃容器9内进行混合，最后在机玻璃容器9内加入1g氯化钠晶体进行混合，得到切削液前置混合液。本实施例中，蓖麻油50g，甲壳素50g，纳米金刚石粉末25g，去离子水1.25kg，氯化钠晶体1g。
[0059] (2)摆线式超声搅拌与交变电场复合作用的参数设置：
[0060] 超声脉冲电源的脉冲频率设置为30kHz，功率设置为500W；交变脉冲电源的电压为50V，脉冲频率为150kHz。
[0061] 将以上三个实施例所配制的绿色纳米切削液应用于拉削实验中，实时监测拉削切削力变化，三个实施例与干切削以及应用现有常规的商用油切削的切削力对比如图5所示。可见，三个实施例配制的绿色纳米切削液，与干切削和商用油切削相比，应用于拉削实验时拉削切削力均有所降低，且实施例3的绿色纳米切削液降低效果最佳。
[0062] 实施例3配制的绿色纳米切削液与实施例3中改变搅拌方式后的三个对比例配制的绿色纳米切削液相比，应用于拉削实验时的拉削切削力对比如图6所示，其中，第一个对比例采用超声定点搅拌方式(即伺服电机2变为停转状态，且交变脉冲电源不供电)，第二个对比例采用超声圆周搅拌方式(即超声振动搅拌棒14改为固定在从动齿轮13中心处，且交变脉冲电源不供电)，第三个对比例采用超声摆线搅拌方式(即交变脉冲电源不供电)，可见，应用本发明的摆线式超声搅拌与交变电场复合作用搅拌方式所获得的拉削切削力最小，效果最佳。
