刀具表面混合型微结构的设计与减摩性能研究
发布时间：2021-09-03 18:45
表面微结构作为一种有效、易实现的减摩方法,被应用于发动机缸套表面、轴承轴套表面、刀具表面等减小接触面间的磨损。钛合金作为一种难加工材料,其加工过程中的刀具磨损尤为严重,将混合型微结构引入刀具表面,将改善刀具切削过程中的刀-屑界面接触状态,减小刀具磨损。本文研究表面混合型微结构对YG8刀具切削TC4钛合金过程中减摩性能的影响,主要研究内容如下:（1）使用流体软件FLUENT仿真分析刀-屑接触面间润滑液的分布与承载情况。设置不同微结构面积率、深度及形状参数,以及不同的油膜参数,可以得到不同的润滑油膜承载情况,优选参数使微结构到达最佳的润滑效果。分析微结构的排布方式及形状组合对润滑液的压强分布情况、承载力、入口质量流速等因素的影响,优选并设计具有较好减摩效果的变密度混合型微结构、变形状混合型微结构、变形状变密度混合型微结构。（2）研究能量密度、扫描速度、离焦量等激光工艺参数对YG8刀具表面微结构尺寸及形貌的影响规律。通过选择合适的激光工艺参数,制备出参数及排布符合仿真设计结果的刀具表面单一型微结构、变密度混合型微结构、变形状混合型微结构、变形状变密度混合型微结构。（3）分别在干切削和微量润滑...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面微结构的应用[23-27]
圆柱体表面的三维微结构，随后，Hao 等[36]将此方法应用至轴径表面，并进行了滑动轴承实验，结果显示微结构化的轴径表面可提高轴承可达到 64%。泛应用于目前表面微结构的制造和半导体的制造等工业中，它用来剥主要是反映离子、位错选择性化学、等离子体等，刻蚀加工出的微结构[37]在铝材料试件表面制备了微结构，是通过位错选择化学刻蚀的方法硅的表面使用光学和电感耦合等离子体刻蚀的方法，得到了形状整齐出了四种不同尺寸的微结构。（a）激光加工 （b）电火花加工
南京航空航天大学硕士学位论文混合型表面微结构的研究现状型微结构在提高相对滑动表面间的减摩性能方面具有广阔的发的磨损量的不同，来划分微结构密度的不同，每一种密度组合的研究中针对仅变密度混合型表面微结构的还较为匮乏。据内燃机活塞-缸套往复对称的变速运动，以 Q235 钢为试件材 0.1、0.3、0.5 这 3 种均匀密度微结构和由其组合得到的 8 种变示，试验使用自制往复运动摩擦磨损试验机。试验结果显示，结构表面在试验中的减摩效果较好，而密度中间高两端低的变摩效果较差，甚至会起到增摩的作用。在中等和较高载荷下，度微结构在载荷和滑动速度都比较高时，减摩效果最好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面织构化刀具的研究现状与进展[J]. 郝秀清,宋晓路,李亮. 表面技术. 2016(09)
[2]表面织构创新设计的研究回顾及展望[J]. 王静秋,王晓雷. 机械工程学报. 2015(23)
[3]混合织构发动机缸套的减摩试验研究[J]. 李凯凯,于海武,王静秋,王晓雷. 内燃机工程. 2014(05)
[4]缸套表面复合织构润滑性能理论及试验研究[J]. 尹必峰,钱晏强,卢振涛,汪博文,孙韶. 西安交通大学学报. 2014(09)
[5]表面织构对转子轴承系统稳定性影响的实验研究[J]. 王琳,裴世源,徐华. 西安交通大学学报. 2014(03)
[6]织构对涂层刀具切削性能影响的有限元分析及实验研究[J]. 孙华亮,涂杰松,商宏飞,徐建华,张少婧,邵天敏,李健. 现代制造工程. 2013(09)
[7]变密度微圆坑表面织构在往复运动下的减摩作用[J]. 朱华,历建全,陆斌斌,马晨波. 东南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[8]多圆弧与三角形复合织构表面的动压润滑性能[J]. 阮鸿雁,吕建军,司辉,刘会霞,王霄. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]45#钢表面激光织构化及其干摩擦特性研究[J]. 胡天昌,胡丽天,丁奇. 摩擦学学报. 2010(01)
[10]表面织构对发动机活塞/缸套摩擦性能的影响[J]. 刘一静,袁明超,王晓雷. 中国矿业大学学报. 2009(06)
博士论文
[1]表面织构刀具切削钛合金的基础研究[D]. 苏永生.南京航空航天大学 2015
[2]基于流体动压润滑效应的表面织构优化设计[D]. 于海武.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]微/纳织构化刀具表面的润湿性对减摩性能影响的研究[D]. 宋晓路.南京航空航天大学 2017
[2]织构化硅片表面的摩擦学行为研究[D]. 刘舒鹏.北京理工大学 2015
[3]混合型表面织构对发动机缸套摩擦性能的影响[D]. 李凯凯.南京航空航天大学 2013
[4]微织构自润滑刀具的结构设计研究[D]. 亓婷.山东大学 2012
[5]活塞环表面织构化的理论及实验研究[D]. 孙造.南京航空航天大学 2011
本文编号：3381657
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面微结构的应用[23-27]
圆柱体表面的三维微结构，随后，Hao 等[36]将此方法应用至轴径表面，并进行了滑动轴承实验，结果显示微结构化的轴径表面可提高轴承可达到 64%。泛应用于目前表面微结构的制造和半导体的制造等工业中，它用来剥主要是反映离子、位错选择性化学、等离子体等，刻蚀加工出的微结构[37]在铝材料试件表面制备了微结构，是通过位错选择化学刻蚀的方法硅的表面使用光学和电感耦合等离子体刻蚀的方法，得到了形状整齐出了四种不同尺寸的微结构。（a）激光加工 （b）电火花加工
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【参考文献】：
期刊论文
[1]表面织构化刀具的研究现状与进展[J]. 郝秀清,宋晓路,李亮. 表面技术. 2016(09)
[2]表面织构创新设计的研究回顾及展望[J]. 王静秋,王晓雷. 机械工程学报. 2015(23)
[3]混合织构发动机缸套的减摩试验研究[J]. 李凯凯,于海武,王静秋,王晓雷. 内燃机工程. 2014(05)
[4]缸套表面复合织构润滑性能理论及试验研究[J]. 尹必峰,钱晏强,卢振涛,汪博文,孙韶. 西安交通大学学报. 2014(09)
[5]表面织构对转子轴承系统稳定性影响的实验研究[J]. 王琳,裴世源,徐华. 西安交通大学学报. 2014(03)
[6]织构对涂层刀具切削性能影响的有限元分析及实验研究[J]. 孙华亮,涂杰松,商宏飞,徐建华,张少婧,邵天敏,李健. 现代制造工程. 2013(09)
[7]变密度微圆坑表面织构在往复运动下的减摩作用[J]. 朱华,历建全,陆斌斌,马晨波. 东南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[8]多圆弧与三角形复合织构表面的动压润滑性能[J]. 阮鸿雁,吕建军,司辉,刘会霞,王霄. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]45#钢表面激光织构化及其干摩擦特性研究[J]. 胡天昌,胡丽天,丁奇. 摩擦学学报. 2010(01)
[10]表面织构对发动机活塞/缸套摩擦性能的影响[J]. 刘一静,袁明超,王晓雷. 中国矿业大学学报. 2009(06)
博士论文
[1]表面织构刀具切削钛合金的基础研究[D]. 苏永生.南京航空航天大学 2015
[2]基于流体动压润滑效应的表面织构优化设计[D]. 于海武.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]微/纳织构化刀具表面的润湿性对减摩性能影响的研究[D]. 宋晓路.南京航空航天大学 2017
[2]织构化硅片表面的摩擦学行为研究[D]. 刘舒鹏.北京理工大学 2015
[3]混合型表面织构对发动机缸套摩擦性能的影响[D]. 李凯凯.南京航空航天大学 2013
[4]微织构自润滑刀具的结构设计研究[D]. 亓婷.山东大学 2012
[5]活塞环表面织构化的理论及实验研究[D]. 孙造.南京航空航天大学 2011
本文编号：3381657
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