当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

激光加工表面微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响

发布时间:2018-07-05 16:50

  本文选题:微织构 + 陶瓷刀具 ; 参考:《表面技术》2015年10期


【摘要】:目的优选陶瓷刀具表面微织构形貌,以获得减摩性能较好的微织构。方法采用摩擦磨损实验,单因素研究微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响。测定不同形貌织构刀具的表面摩擦系数,对比其表面磨损形貌,并通过有限元分析软件ABAQUS对微织构表面摩擦过程进行有限元仿真分析,研究不同织构对刀具应力分布的影响。结果在载荷90 N、转速300 r/min、时间30 min的条件下进行摩擦磨损实验,无织构刀具表面摩擦系数约为0.42;放射状微织构刀具的微织构方向与对磨副运动方向垂直,其摩擦系数最低,约为0.35。有限元仿真分析表明,无织构刀具应力集中出现在对磨副与刀具接触的前沿,约16.68~18.19 MPa,应力集中容易引起局部磨损;微织构方向与速度方向垂直时,等效应力值约为21.96~31.37 MPa,应力分布更为均匀,应力较大值分布在微织构沟槽的两侧,刀具更耐磨。结论相比于无织构刀具,加工微织构会使得刀具表面摩擦系数降低,耐磨损性能提高,应力分布更为均匀。
[Abstract]:Objective to select the surface microtexture of ceramic tools to obtain better antifriction microtexture. Methods the effects of microtexture on the friction and wear properties of ceramic cutting tools were investigated by friction and wear experiments. The surface friction coefficient of different texture cutting tools was measured and the surface wear morphology was compared. The finite element simulation analysis was carried out by using finite element analysis software Abaqus to study the influence of different textures on the stress distribution of the cutting tools. Results the friction and wear experiments were carried out under the condition of load 90 N, rotational speed 300 r / min and time 30 min. The friction coefficient of the surface of the non-texture cutting tool was about 0.42, the direction of the radial microtexture tool was vertical to the direction of movement of the pair, and the friction coefficient of the radial microtexture tool was the lowest. About 0.35. The finite element simulation analysis shows that the stress concentration of the non-texture cutting tool appears at the front of the contact between the pair and the tool, about 16.68 ~ 18.19 MPa, and the stress concentration can easily cause local wear, and when the direction of microtexture is perpendicular to the direction of velocity, The equal effect force value is about 21.96 ~ 31.37 MPa, the stress distribution is more uniform, the larger stress value is distributed on both sides of the micro-texture groove, and the tool is more wear-resistant. Conclusion compared with the non-texture cutting tool, the surface friction coefficient of the cutting tool is reduced, the wear resistance is improved and the stress distribution is more uniform.
【作者单位】: 广东工业大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(50675038,51175092) 广东省科技计划项目促进科技服务业发展专项计划(2010A040203002) 省部产学研结合科技创新平台项目(2011A091000002)~~
【分类号】:TG71;TG665

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 戚宝运;李亮;何宁;赵威;;表面织构在刀具减磨技术中的应用[J];工具技术;2010年12期

2 宋文龙;邓建新;王志军;;微池润滑刀具干切削过程中的减摩机理[J];摩擦学学报;2009年02期

3 胡天昌;胡丽天;张永胜;;45~#钢表面复合润滑结构的制备及其摩擦性能研究[J];摩擦学学报;2012年01期

4 邢佑强;邓建新;冯秀亭;闫光远;程宏伟;;微纳复合织构自润滑陶瓷刀具的制备及切削性能[J];航空制造技术;2013年06期

5 杨超;刘小君;杨海东;刘q;;表面织构对刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影响[J];摩擦学学报;2015年02期

6 张高峰;龙石山;汤爱民;张旭;张博文;;基于划痕法制备的微织构硬质合金摩擦磨损试验研究[J];中国机械工程;2014年16期

相关博士学位论文 前1条

1 万轶;表面织构与合金化改善密封材料摩擦学性能研究[D];南京理工大学;2008年

相关硕士学位论文 前4条

1 冯艳宏;基于ABAQUS的混合陶瓷深沟球轴承摩擦接触问题数值分析[D];天津大学;2007年

2 王亮;表面微织构刀具切削钛合金的试验研究[D];南京航空航天大学;2012年

3 冯秀亭;表面织构陶瓷刀具的切削性能研究[D];山东大学;2014年

4 易斌;硬质合金刀具材料激光微织构表面摩擦磨损特性研究[D];湘潭大学;2014年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄仲佳;熊党生;李建亮;刘明朗;;金属表面织构化微孔填充干膜润滑剂的摩擦学性能[J];材料保护;2011年06期

2 王丽英;杨斌;;船闸闸首部位结构内力的非线性有限元分析[J];港工技术;2011年06期

3 王素华;吴新跃;;基于摩擦学的表面织构技术应用研究进展[J];工具技术;2011年12期

4 潘培道;刘孝光;殷韦韦;张国青;;干切削加工用自润滑刀具研究进展[J];池州学院学报;2013年03期

5 邵世超;谢峰;;仿生微织构对刀具切削性能影响的有限元分析[J];工具技术;2013年05期

6 符永宏;肖开龙;华希俊;袁志超;杨烨刚;;表面微沟槽车刀的切削试验与性能分析[J];中国表面工程;2013年06期

7 冯秀亭;邓建新;邢佑强;王福增;;微织构陶瓷刀具切削性能的有限元分析[J];工具技术;2013年10期

8 邢佑强;邓建新;张国栋;张克栋;;表面织构陶瓷刀具切削性能研究[J];中国工程机械学报;2014年06期

9 王艳萍;徐文骥;;微沟槽电解加工试验研究[J];电加工与模具;2015年01期

10 龙远强;邓建新;周后明;易斌;;微织构自润滑刀具干切削0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的切削性能[J];机械工程材料;2015年03期

相关博士学位论文 前8条

1 程广贵;复合纳米薄膜制备及其摩擦学行为研究[D];江苏大学;2010年

2 钱双庆;表面织构电解加工技术的基础研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年

3 纪敬虎;摩擦副表面微凹槽织构相关摩擦学理论及试验研究[D];江苏大学;2012年

4 黄仲佳;包覆微粒润滑镀层的制备及性能研究[D];南京理工大学;2009年

5 郭建英;基于不同刀—屑摩擦模型的金属切削过程动力学研究[D];太原理工大学;2010年

6 杨钒;水蒸汽冷却润滑时Al_2O_3基陶瓷刀具切削和磨损特性研究[D];兰州理工大学;2013年

7 陈远流;面向微结构阵列的超精密切削加工与测量关键技术研究[D];浙江大学;2014年

8 连云崧;软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D];山东大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 金玲玲;承载超声冲击提高焊接接头疲劳性能的研究[D];天津大学;2012年

2 田庆敏;卧式冲击疲劳试验机的结构设计及性能分析[D];南京理工大学;2012年

3 亓婷;微织构自润滑刀具的结构设计研究[D];山东大学;2012年

4 毛旭宁;风力发电机变桨轴承的数值仿真研究[D];河南科技大学;2012年

5 宫超林;圆柱内表面电解加工微小凹坑阵列技术研究[D];南京航空航天大学;2012年

6 陈伟标;卷帘门型钢辊弯成型工艺技术研究[D];南京理工大学;2013年

7 王岩;某型桥塞的力学分析及校核[D];吉林大学;2013年

8 徐建华;摩擦学实验装置研制与试验研究[D];机械科学研究总院;2013年

9 邵世超;基于仿生微织构的刀具减摩性能研究[D];合肥工业大学;2013年

10 张恩阳;表面微凹坑阵列对流体动压润滑性能的影响[D];南京航空航天大学;2013年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 宋小伟;李建军;韩军;邓军;陈依新;孙昊;蒋文静;沈光地;;表面织构对红光LED发光的影响[J];半导体学报;2008年07期

2 崔福斋,郑传林;等离子体表面工程新进展[J];中国表面工程;2003年04期

3 高原,徐晋勇,刘燕萍,王建忠,隗晓云,徐重;等离子Mo-Cr共渗表面高速钢层的研究[J];中国表面工程;2004年06期

4 陆璐;王辅忠;王照旭;;有限元方法在金属塑性成形中的应用[J];材料导报;2008年06期

5 张平则,徐重,张高会,贺志勇,李争显;Ti-Cu表面阻燃钛合金研究[J];稀有金属材料与工程;2005年01期

6 焦国良,苏立樾;铁路客车轴承系统的三维有限元静力分析[J];轴承;1993年05期

7 刘春浩,赵俊宏,李建东,许正根;NSK滚动轴承研究和发展的最新趋势[J];轴承;1999年10期

8 张宝林,庄汉锐,李文兰;混合型氮化硅陶瓷轴承的新进展[J];轴承;2000年04期

9 王大力,孙立明,单服兵,徐浩;ANSYS在求解轴承接触问题中的应用[J];轴承;2002年09期

10 雒建斌,温诗铸,史兵;润滑的状态转化[J];材料研究学报;1997年02期

相关博士学位论文 前7条

1 陈占福;2050CVC热连轧机工作辊滚动轴承运行行为及自适应均载方法研究[D];燕山大学;2000年

2 陈锦江;轴承数字化设计及其在高速陶瓷球轴承结构设计中的应用[D];天津大学;2004年

3 赵威;基于绿色切削的钛合金高速切削机理研究[D];南京航空航天大学;2006年

4 苏宇;新型低温MQL装置的研制与难加工材料低温高速切削机理研究[D];南京航空航天大学;2007年

5 宋文龙;微池自润滑刀具的研究[D];山东大学;2010年

6 戚宝运;基于表面微织构刀具的钛合金绿色切削冷却润滑技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

7 吴泽;微织构自润滑与振荡热管自冷却双重效用的干切削刀具的研究[D];山东大学;2013年

相关硕士学位论文 前5条

1 蒋钰钢;高速切削加工过程有限元仿真研究[D];山东大学;2011年

2 孟小霞;规则表面微造型的激光加工和摩擦特性研究[D];江苏大学;2007年

3 盆洪民;淬硬钢高速切削过程的有限元仿真[D];哈尔滨理工大学;2007年

4 徐志平;基于有限元方法的切削加工过程动态物理仿真关键技术研究[D];山东大学;2008年

5 薛宝;摩擦副表面微坑电解加工技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王宝友,崔丽华,黄传真,艾兴;两类陶瓷刀具的现状、性能与应用[J];陶瓷学报;2001年01期

2 姜春光,翟书研;陶瓷刀具在生产中的应用介绍[J];一重技术;2002年01期

3 刘祖德;应用陶瓷刀具以车代磨[J];机械工人.冷加工;2002年04期

4 苗赫濯;新型陶瓷刀具的发展与应用[J];中国有色金属学报;2004年S1期

5 ;新型陶瓷刀具[J];江苏陶瓷;2006年04期

6 潘敏元;;美国新的陶瓷刀具材料[J];工具技术;1965年01期

7 元;设计陶瓷刀具应注意的事项[J];国外精密工具;1964年09期

8 晶磊;陶瓷刀具的发展[J];工具技术;1981年02期

9 晶;陶瓷刀具的适用范围[J];工具技术;1982年02期

10 赵恩光 ,李家仪;陶瓷刀具[J];工具技术;1982年09期

相关会议论文 前10条

1 陈国桢;谢华永;卢振伟;;陶瓷刀具在轴承加工中的应用[A];2009全国机电企业工艺年会<厦工杯>工艺征文论文集[C];2009年

2 叶毅;叶伟昌;;陶瓷刀具概述[A];中国数控机床展览会论文集[C];2004年

3 许崇海;艾兴;黄传真;;陶瓷刀具切削加工中的裂纹现象[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年

4 彭志坚;李文治;苗赫濯;石峰;;MEVVA源离子注入陶瓷刀具表面改性研究[A];2004全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2004年

5 ;纳米氮化钛陶瓷刀具研制成功[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年专辑[C];2005年

6 李永洪;徐炜;王晓华;张波;潘敏元;;陶瓷刀具材料增强增韧机制的TEM研究[A];第七次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1993年

7 苗赫濯;彭志坚;吴冰;杨思泽;刘赤子;齐龙浩;;高能量密度脉冲等离子枪在陶瓷刀具上沉积高硬耐磨涂层研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

8 石增敏;郑勇;游敏;丰平;刘文俊;;氮化处理金属陶瓷刀具的磨损形态和机理[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年

9 许崇海;张荣波;冯曰美;肖光春;;Al_2O_3-Ti(C,,N)-SiC新型陶瓷刀具材料加工工具钢和铸铁时的磨损特性[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

10 韩成良;赵娣芳;丁明;;TiN纳米颗粒增强(Ti,W,Mo)C@TiC-Ni金属陶瓷刀具的制备[A];安徽省机械工程学会成立50周年论文集[C];2014年

相关重要报纸文章 前7条

1 本报记者 孙圆;陶瓷刀具:外柔内刚露锋芒[N];中国质量报;2013年

2 陈冀渝;新型陶瓷刀具的研发新进展[N];广东建设报;2007年

3 何达;新型纳米材料金属陶瓷刀具[N];中国有色金属报;2001年

4 刘志国;新型特种陶瓷刀具材料发展展望[N];广东建设报;2007年

5 阮霞;纳米材料制成金属陶瓷刀具[N];中华建筑报;2004年

6 陶达;合工大用纳米材料制成金属陶瓷刀具[N];中国有色金属报;2004年

7 通讯员 霍效忠 王晓芒 记者 王春;金属陶瓷刀具研究有重大创新[N];科技日报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 李彬;原位反应自润滑陶瓷刀具的设计开发及其减摩机理研究[D];山东大学;2010年

2 方斌;烧结过程中陶瓷刀具材料微观组织结构演变模拟研究[D];山东大学;2007年

3 王珉;基于元胞自动机模型的陶瓷刀具材料及其切削性能研究[D];山东大学;2012年

4 曹同坤;自润滑陶瓷刀具的设计开发及其自润滑机理研究[D];山东大学;2005年

5 周婷婷;陶瓷刀具材料纳观界面行为和微观断裂行为模拟研究[D];山东大学;2012年

6 崇学文;碳热还原合成晶须增韧陶瓷刀具研究[D];山东大学;2011年

7 殷增斌;高速切削用陶瓷刀具多尺度设计理论与切削可靠性研究[D];山东大学;2014年

8 彭志坚;载能离子陶瓷刀具表面改性研究[D];清华大学;2004年

9 郝松;三维三相陶瓷刀具材料微观组织的模拟研究[D];山东大学;2012年

10 宋金鹏;硼化钛基复相陶瓷刀具及其失效机理研究[D];山东大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 祝贺;陶瓷刀具与不锈钢的扩散特性研究[D];湘潭大学;2011年

2 李德伟;新型氧化铝基陶瓷刀具的研制及其性能研究[D];大连理工大学;2010年

3 高中军;陶瓷刀具数据库的研究与建立[D];山东大学;2005年

4 朱小辉;陶瓷刀具材料微观尺度有限元模拟模型及其应用研究[D];山东大学;2011年

5 张永莲;自润滑陶瓷刀具材料的梯度设计及应用[D];山东轻工业学院;2012年

6 吴光永;梯度自润滑陶瓷刀具材料的研制及其减摩耐磨机理研究[D];山东轻工业学院;2012年

7 邹长斌;低缺陷陶瓷刀具的设计数据库研究[D];山东大学;2014年

8 王春林;梯度自润滑陶瓷刀具的切削模拟及设计[D];齐鲁工业大学;2013年

9 石强;原位一体化制备陶瓷刀具及其切削性能研究[D];山东大学;2012年

10 于海滨;陶瓷刀具材料三维微观裂纹扩展行为模拟研究[D];山东大学;2013年



本文编号:2100975

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2100975.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0fd36***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com