Al 2 O 3 /La 2 O 3 /（W,Mo）C硬质合金刀具表面微织构参数优化
发布时间：2021-01-14 23:28
通过水热法制备粒度均匀的Al2O3/La2O3/（W,Mo）C纳米复合粉体,采用放电等离子烧结技术制备Al2O3/La2O3/（W,Mo）C无黏结相硬质合金刀具,利用激光加工技术在刀具表面制备不同沟槽参数的表面微织构,采用正交试验法研究不同沟槽参数的刀具对钛合金干切削性能的影响。结果表明:沟槽间距对切削力和粗糙度影响最大,沟槽深度次之,沟槽宽度影响最小;Al2O3/La2O3/（W,Mo）C无黏结相刀具在沟槽深度为10μm、沟槽间距为100μm、沟槽宽度为30μm时,对TC4钛合金切削性能最好,且刀具前刀面无磨损,后刀面为边界磨损,沟槽织构有效抑制了月牙洼磨损,提高了刀具寿命。
【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
前刀面微织构结构示意
采用极差分析法对试验结果进行了分析,得到了切削力与微织构参数的关系,如图2所示。其中F为主切削力Fp、背向力Fc、进给力Ff的合力。表3给出了极差分析法计算所得微织构参数对刀具三向切削力的影响程度R。由图2(a)可知,三向切削力随沟槽深度的增加呈增大趋势,但增幅并不明显,其中进给力Ff受沟槽参数影响非常小;在沟槽深度为10 μm时,三向切削力最小。由表3也可看出,沟槽深度对切削力的影响比沟槽间距小。当沟槽深度大于20 μm时,三向切削力增加趋势更明显,这是因为沟槽深度影响刀具的容屑能力以及刀具前刀面的强度,当沟槽深度较大时,会容纳更多的切屑,但也影响了微织构转移切屑的能力,并会破坏刀具前刀面的强度,这种影响会随深度增加更为严重,导致切削力增大更加显著。表3 微织构参数与刀具切削力的相关程度Table 3 The degree of correlation between micro-texture parameters and cutting force 切削力 相关程度R 影响程度 沟槽深度h/μm 沟槽间距dw/μm 沟槽宽度di/μm Fp 17.40 20.10 9.90 dw>h>di Fc 18.83 27.67 12.37 dw>h>di Ff 2.33 5.27 8.77 di>h>dw F 26.26 40.49 13.66 dw>h>di
粗糙度与沟槽参数的关系如图3所示。由图3(a)可知,微织构Al2O3/La2O3/ (W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具加工表面的粗糙度随沟槽深度的增加而增加,在沟槽深度为10 μm时,工件表面粗糙度最小。这是因为当沟槽过深时,较大的沟槽对工件表面造成冲击与摩擦,切削钛合金时切削力振动增大,导致粗糙度值上升。由图3(b)可知,微织构Al2O3/La2O3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具加工表面的粗糙度随沟槽间距的增加先下降后上升,沟槽间距为100 μm时,材料加工表面的粗糙度最小。这是因为当沟槽间距过小时,沟槽过于密集,破环了前刀面的强度导致工件粗糙度过大;当槽间距过大时,单位面积内沟槽过少,对摩擦副表面的状态改善不明显。由图3(c)可知,微织构刀具切削加工的材料表面粗糙度随沟槽宽度增大呈先减小后增大的趋势。当沟槽宽度为30 μm时,工件表面粗糙度值最小,这是因为沟槽宽度合适时,沟槽拥有良好的容屑能力。2.3 磨损形貌
本文编号：2977756
【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
前刀面微织构结构示意
采用极差分析法对试验结果进行了分析,得到了切削力与微织构参数的关系,如图2所示。其中F为主切削力Fp、背向力Fc、进给力Ff的合力。表3给出了极差分析法计算所得微织构参数对刀具三向切削力的影响程度R。由图2(a)可知,三向切削力随沟槽深度的增加呈增大趋势,但增幅并不明显,其中进给力Ff受沟槽参数影响非常小;在沟槽深度为10 μm时,三向切削力最小。由表3也可看出,沟槽深度对切削力的影响比沟槽间距小。当沟槽深度大于20 μm时,三向切削力增加趋势更明显,这是因为沟槽深度影响刀具的容屑能力以及刀具前刀面的强度,当沟槽深度较大时,会容纳更多的切屑,但也影响了微织构转移切屑的能力,并会破坏刀具前刀面的强度,这种影响会随深度增加更为严重,导致切削力增大更加显著。表3 微织构参数与刀具切削力的相关程度Table 3 The degree of correlation between micro-texture parameters and cutting force 切削力 相关程度R 影响程度 沟槽深度h/μm 沟槽间距dw/μm 沟槽宽度di/μm Fp 17.40 20.10 9.90 dw>h>di Fc 18.83 27.67 12.37 dw>h>di Ff 2.33 5.27 8.77 di>h>dw F 26.26 40.49 13.66 dw>h>di
粗糙度与沟槽参数的关系如图3所示。由图3(a)可知,微织构Al2O3/La2O3/ (W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具加工表面的粗糙度随沟槽深度的增加而增加,在沟槽深度为10 μm时,工件表面粗糙度最小。这是因为当沟槽过深时,较大的沟槽对工件表面造成冲击与摩擦,切削钛合金时切削力振动增大,导致粗糙度值上升。由图3(b)可知,微织构Al2O3/La2O3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具加工表面的粗糙度随沟槽间距的增加先下降后上升,沟槽间距为100 μm时,材料加工表面的粗糙度最小。这是因为当沟槽间距过小时,沟槽过于密集,破环了前刀面的强度导致工件粗糙度过大;当槽间距过大时,单位面积内沟槽过少,对摩擦副表面的状态改善不明显。由图3(c)可知,微织构刀具切削加工的材料表面粗糙度随沟槽宽度增大呈先减小后增大的趋势。当沟槽宽度为30 μm时,工件表面粗糙度值最小,这是因为沟槽宽度合适时,沟槽拥有良好的容屑能力。2.3 磨损形貌
本文编号：2977756
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