刀屑界面持续润滑刀具的研究

发布时间：2021-03-27 02:12

　　本文提出了刀屑界面持续润滑刀具润滑理念,并制备出刀屑界面持续润滑刀具系统。通过切削实验研究了刀屑界面持续润滑刀具切削性能,分析了该刀具的减摩机理。通过显微镜观测计算前刀面磨损区面积与有限元软件仿真前刀面高温区域确定了刀屑界面持续润滑刀具前刀面减摩区域,设计了刀屑界面持续润滑刀具前刀面切削液通道及织构形式,经有限元软件仿真计算当切削液通道位置位于摩擦区中心,直径为200μm,等间距沟槽型织构宽度为300μm间距200μm深度200μm,圆环形织构边距100μm间距200μm三条织构时结构较优,采用在刀具等间距织构中添加宽度为100μm非等间距织构可使刀具切削性能提高。对刀屑界面持续润滑刀具系统进行了设计,为实现系统的功能对系统中各元件进行了基本的选型。对切削加工中所使用的切削液进行了选择,对特制刀杆密封提出了两种密封方法,通过实验效果,选择采用O型圈进行密封效果较好。对刀屑界面持续润滑刀具进行了制备,通过实验,当加工时间为14min,采用多电极加工时加工出来的存油孔质量较好。对YG8硬质合金刀具进行切削实验,分别采用刀屑界面持续润滑刀具系统（TG-W）与干切削（T-D）传统浇注切削液（T... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 本课题研究的背景及意义
    1.2 刀具切削加工中的减摩技术及研究现状
        1.2.1 自润滑刀具研究现状
        1.2.2 最小量润滑研究现状
    1.3 本课题的主要研究内容
2. 刀屑界面持续润滑刀具理论分析及刀具设计
    2.1 刀屑界面持续润滑方法的提出
    2.2 刀屑界面持续润滑刀具切削理论分析
        2.2.1 刀屑界面持续润滑刀具切削力理论分析
        2.2.2 刀屑接触界面持续润滑刀具切削热理论分析
    2.3 刀屑界面持续润滑刀具结构设计
        2.3.1 刀屑接触摩擦区面积确定
        2.3.2 刀屑接触区切削高温区范围确定
        2.3.3 切削液通道及表面织构模型设计
        2.3.4 有限元模型的建立
            2.3.4.1 刀具三维模型
            2.3.4.2 网格划分
            2.3.4.3 载荷约束及材料参数
        2.3.5 刀屑界面持续润滑刀具切削液通道参数的确定
            2.3.5.1 刀具切削液通道直径的确定
            2.3.5.2 刀具切削液通道出口位置确定
        2.3.6 刀屑界面持续润滑刀具前刀面等间距织构设计
        2.3.7 刀屑界面持续润滑前刀面非等间距织构设计
    2.4 本章小结
3. 刀屑界面持续润滑刀具系统设计与制备
    3.1 刀屑界面持续润滑刀具系统原理
    3.2 高压微量供给系统设计
        3.2.1 润滑剂的选择
    3.3 刀杆密封设计
        3.3.1 密封垫密封设计
        3.3.2 O型圈密封设计
        3.3.3 密封结果
    3.4 刀屑界面持续润滑系统制备
        3.4.1 刀屑界面持续润滑刀具制备
            3.4.1.1 存油孔加工
            3.4.1.2 切削液通道加工
        3.4.2 润滑剂供给系统制备
    3.5 本章小结
4. 刀屑界面持续润滑刀具切削性能研究
    4.1 刀具切削性能评判参数理论分析
    4.2 实验方法
    4.3 刀屑界面持续润滑刀具的切削性能及减摩机理
        4.3.1 连续切削铸铁
            4.3.1.1 切削力
            4.3.1.2 刀屑接触长度
            4.3.1.3 前刀面摩擦系数
            4.3.1.4 切屑对比
            4.3.1.5 刀具磨损
            4.3.1.6 前刀面磨损形貌及减摩机理
        4.3.2 连续切削 45#钢
            4.3.2.1 切削力
            4.3.2.2 刀屑接触长度
            4.3.2.3 前刀面摩擦系数
            4.3.2.4 切屑对比
            4.3.2.5 刀具磨损
            4.3.2.6 前刀面磨损形貌及减摩机理
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]切削参数对碳钢微量润滑切削温度的影响[J]. 刘大维,覃孟扬,罗永顺,喻菲菲.  机床与液压. 2016(15)
[2]基于固体润滑剂与原位反应双机制自润滑陶瓷刀具[J]. 刘景文,周后明,周文,邓建新,张高峰,周友行.  中国机械工程. 2016(15)
[3]陶瓷刀具表面微织构激光加工工艺的实验研究[J]. 刘泽宇,魏昕,谢小柱,华显刚,洪继伟.  激光与红外. 2016(03)
[4]低温微量润滑车削加工残余应力正交试验[J]. 贺爱东,叶邦彦,王子媛.  煤矿机械. 2016(02)
[5]不锈钢微量润滑切削温度实验研究[J]. 罗永顺,覃孟扬,贺爱东,王子媛.  实验室研究与探索. 2016(02)
[6]低温微量润滑切削304不锈钢的实验研究[J]. 贺爱东,叶邦彦,王子媛.  润滑与密封. 2015(06)
[7]45钢表面激光织构加工及其摩擦性能测试[J]. 赵恩兰,陈华威.  热加工工艺. 2015(10)
[8]表面织构对刀具切削性能及前刀面摩擦特性的影响[J]. 杨超,刘小君,杨海东,刘焜.  摩擦学学报. 2015(02)
[9]金属切削技术及其刀具研究[J]. 刘小明,吴小芳.  科技与企业. 2014(15)
[10]多元梯度自润滑陶瓷刀具材料的研制[J]. 许崇海,吴光永,张永莲,衣明东,肖光春,方斌.  机械工程学报. 2014(07)

博士论文
[1]多尺度表面织构陶瓷刀具的制备及其切削性能研究[D]. 邢佑强.山东大学 2016
[2]WS2-WS2/Ti-TiSiN软硬复合涂层刀具的制备及其性能研究[D]. 李士鹏.山东大学 2015
[3]软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D]. 连云崧.山东大学 2014
[4]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]. 戚宝运.南京航空航天大学 2011
[5]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]. 李彬.山东大学 2010
[6]微池自润滑刀具的研究[D]. 宋文龙.山东大学 2010
[7]MQL切削机理及其应用基础研究[D]. 张春燕.江苏大学 2008

硕士论文
[1]微织构刀具的设计与切削性能试验研究[D]. 陈碧冲.北京理工大学 2015
[2]电火花沉积Cu/Cu-MoS2及Cu/Cu-BN自润滑复合涂层的制备和性能研究[D]. 肖志坚.青岛科技大学 2015
[3]刀具表面微织构切削机理研究[D]. 张俊生.合肥工业大学 2015
[4]微量润滑条件下Al2O3陶瓷刀具的切削试验研究[D]. 孙浩.齐鲁工业大学 2014
[5]油膜附水滴绿色切削液雾化机理仿真及其切削性能试验研究[D]. 李文举.中北大学 2014
[6]基于MQL的钛合金高速切削硬质合金刀具磨损机理的研究[D]. 吴月颖.沈阳理工大学 2014
[7]微织构自润滑刀具的结构设计研究[D]. 亓婷.山东大学 2012



本文编号：3102678