微织构持续减摩刀具的研究

发布时间：2021-08-10 08:19

　　为减少切削液对环境的污染,本文基于尽量减少切削液的使用这一思想提出了微织构持续减摩刀具的润滑理念,使用切削液供给系统,将切削液通过微通道直接送到刀具前刀面的摩擦区,并通过微织构将切削液均匀分布于前刀面的摩擦区,有效提高了润滑效果。通过试切和计算确定了刀具前刀面的摩擦区,根据摩擦学原理设计了四种形状微织构,运用有限元分析软件分析了不同参数的微织构对刀具应力分布的影响,以T-MT刀具为例确定了微织构的最优参数:微织构深度H=100μm,间距L=300μm,织构宽度B=80μm。对YG8和YT5两种材料的硬质合金刀具分别从切削力、刀屑接触长度、切屑形貌、刀具磨损面积和前刀面平均摩擦系数等方面分析了不同参数微织构刀具对切削性能,其中YG8硬质合金刀具采用了（T-D、T-W、T-M、T-VT、T-PT1、T-PT2和T-MT）七种方式切削铸铁,通过实验数据分析发现,四种微织构刀具（T-VT、T-PT1、T-PT2和T-MT）可有效提高切削性能。YT5硬质合金刀具采用了（T-D、T-W、T-VT和T-MT）四种方式切削45#钢,通过实验数据分析,两种微织构刀具（T-VT、T-MT）明显提高了切削性... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

添加固体自润滑刀具原理图

青岛科技大学研究生学位论文7屑接触区的剪切强度进而减小摩擦力，涂层和微织构的双重作用均可见小切削过程中的三向切削力和切削温度，且微织构在切削过程中可以充当油室，以补充刀-屑间的润滑油，起到润滑减摩的作用。4）微织构刀具的研究现状微织构自润滑刀具是指在刀具的前刀面刀屑接触区利用激光技术加工出一定形状的微细凹槽，并向凹槽中加入润滑剂，在切削加工时随着切削温度的升高，微织构中的润滑剂会在高温高压作用而析出，从而敷在刀具的前刀面上，形成一层具有润滑作用的薄膜，以达到减摩、润滑作用从而提高刀具的使用寿命。实际上微织构自润滑刀具也是添加固体润滑剂的自润滑刀具的一种，微织构的存在可以减小刀具与切屑之间的实际接触面积，从而降低切削力，减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，而且利用微织构和固体润滑剂的双重机构，更加容易实现刀具的自润滑和减摩抗磨功能。微织构刀具表面图案形状如图1-2所示，织构形貌大体分为：凹痕形、凹坑形、凸包形和鳞片形[23]。(a)凹痕形(b)凹坑形(a)Dentshape(b)Pitshape(c)凸包形(d)鳞片形(c)Convexhullshape(d)squamashape图1-2微织构刀具表面图案Fig.1-2Microtexturetoolsurfacepattern

理念下后利用飞秒激光加工技术制备了软涂层微纳织构自润滑刀具，通过车削实验对比了传统的硬质合金刀具、软涂层刀具和微纳织构刀具的切削性能，发现了在相同切削条件下软涂层微纳织构自润滑刀具的三向切削力和切削温度均低于其他三种刀具（传统硬质合金刀具、软涂层刀具和微纳织构刀具）并且发现传统硬质合金刀具的切削力与切削温度均高于其他三种刀具。当切削温度较高时，软涂层微纳织构刀具的切削力与切削温度较其他三者降低较为突出。1.2.2最小量润滑技术最小量润滑技术（MinimalQuantityLubrication，MQL）工作原理如图1-3所示。MQL是将空气压缩后与润滑液混合再用高压喷射的方式将雾化后的润滑油和空气顺着喷嘴喷射到加工区，直接对刀具与切屑、刀具与工件的接触面进行润滑有效的改善了切削加工的条件，MQL切削液的用量极少，降低加工成本，减少了切削液的排放，降低了切削液对环境的污染。目前国内外学者对MQL进行了大量实验研究[34-37]，包括加工表面质量，切削三向力，切削温度，刀具磨损等。研究表明，采用优化后的微量润滑切削工艺参数，MQL表现出较好的切削加工性能。图1-3最小量润滑工作原理图Fig.1-3MQLworkingprinciple

【参考文献】：
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本文编号：3333826