切削加工在機械制造行業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,被廣泛應用于航空航天、汽車以及模具制造等領域,不斷促進機械制造業(yè)的發(fā)展。但在加工鈦合金此類難加工材料時,刀具快速磨損失效仍是切削加工中亟待解決的問題。近些年,隨著表面微織構技術的不斷發(fā)展,在刀具表面置入合理的表面微織構已被證實具有改善刀具切削性能的作用。此外,研究學者發(fā)現(xiàn),添加了納米顆粒的潤滑液能夠進一步提高潤滑液的潤滑性能,該種方法為潤滑領域的推廣提供新的思路。因此,結合表面微織構技術和納米流體潤滑技術,最大化發(fā)揮刀具的切削性能,得到研究學者越來越多的關注。本文基于以上兩個領域的研究熱點,把改善刀具的切削性能作為目標,提出在刀具前刀面上制備出溝槽型表面微織構,并結合納米流體潤滑技術,研究探索納米流體與表面微織構耦合作用下對刀具切削性能的影響規(guī)律。主要研究工作如下:首先,運用“兩步法”,通過將納米Fe304顆粒添加到水基切削液基礎液（CC）中,通過油酸（OA）修飾,并添加丙三醇加速分散,同時采用磁力攪拌以及超聲振動處理。最終,制備出了質量分數(shù)為0.5%的Fe3O4納米流體（NC）。利用沉淀法對納米流體的穩(wěn)定性進行了評估,結果表明,制備出的F... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１納米流體的微觀圖％??１．２．１納米流體的制備研宄現(xiàn)狀??納米流體因其優(yōu)異的潤滑性能，近些年在傳熱學、光電以及摩擦學等領域得到廣??

納米流體與表面微織構耦合作用下硬質合金刀具的切削性能研究?第一章??初性以及強度均大于一般的潤滑膜，該層潤滑膜的存在能夠有效減小摩擦并減輕摩擦??副的磨損。圖１．２?（ｃ）為納米流體的“擠壓修復效應”，主要體現(xiàn)在納米流體中的納??米粒子通過物理化學反應吸附并沉積在摩擦副間，通過摩擦副間的擠壓變形來填充摩??擦副間運動所產(chǎn)生的損傷、劃痕、微坑等，達到對摩擦副表面的修復效果。圖１．２（ｄ）??為納米流體的“拋光效應”，主要體現(xiàn)在一些金屬或金屬氧化物顆粒的納米粒子具有??高的硬度，能夠把一些摩擦過程中產(chǎn)生的碎屑雜質從摩擦區(qū)域清除，從而可以達到使??摩擦副表面光滑的效果。??（ａ）滾珠效成?（ｂ）保護膜效成??（ｃ）擠壓修復效應?（ｄ）拋光效成??圖１．２納米流體的潤滑作用機理??１．３微織構刀具的研究現(xiàn)狀??表面織構刀具是通過？定的加工方法在刀具的前刀面或后刀面上制備出？定形??狀、尺寸、規(guī)則的織構形貌。已有研究表明：在刀具表面加工織構能夠降低刀－屑接觸??長度、延長刀具使用壽命以及有效提高刀具的切削性能。表面微織構的加工方法主要??有電火花加工、光刻技術和激光加工技術等。??近些年，國內外研宄學者對微織構刀具進行了大量的理論與試驗研究。最初為日??本和美國等學者研究微織構刀具，研究發(fā)現(xiàn)：微織構會提高刀具的切削性能。此后織??構刀具作為一種熱點技術被全球學者探索研宂。??１．３．１織構刀具的仿真研宄現(xiàn)狀??切削仿真可以利用數(shù)學模型預先對切削加工狀況進行模擬分析，運用切削仿真技??７??

提出在ＨＳＳ刀具前刀面上制備出??凸點型、凹坑型兩種織構刀具進行車削鈦合金試驗研宄，結果表明：相比于無織構刀??具，凸點型織構刀具表現(xiàn)出最好的切削性能，具體體現(xiàn)在能夠減低切削力、減緩后刀??面磨損、降低切削溫度以及減小己加工工件表面粗糙度。原因在于，凸點型織構能夠??有效減少切屑的卷曲半徑，同時凸點型織構獨特的結構還能夠起到良好的散熱作用。??Ｖａｓｕｍａｔｈｙ等Ｍ利用激光加工技術在硬質合金車刀前刀面上制備出兩種類型的??織構刀具，分別是平行于和垂直于切屑流動方向的溝槽型織構刀具，如圖１．３所示，??通過進行車削Ａ１Ｓ１３１６不銹鋼試驗來研究織構刀具的切削性能。研究結果發(fā)現(xiàn)：與無??織構刀具相比，織構刀具能夠有效降低切削力、減少工件材料粘結現(xiàn)象。原因在于織??構的方向會不同程度的影響到刀－屑接觸面積，因此會不同程度的改變刀－屑接觸區(qū)域??的摩擦狀況。??ｍｍ???Ｉ?，卜，ｉ‘?丨．ｉ?ｉｆ．ａ???圖１．３織構刀具的光學顯微形貌圖［４Ｇ】??Ｅｍｏｍｏｔ和Ｓｕｇｉｈａｒａ制備出了一種帶有分段結構的金剛石（ＤＬＣ）涂Ｍ刀具，如圖??１．４?（ａ）所示。在切削加工Ａ５０５２鋁合金實驗時發(fā)現(xiàn)，該種織構刀具在潤滑狀態(tài)卩能??有效改善刀－屑接觸區(qū)域的粘結現(xiàn)象，平行于主切削刃的織構刀具比垂直切削刃??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3291317