發(fā)布時(shí)間：2021-07-19 19:50

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

【文章來(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(rùn)滑性能，近些年在傳熱學(xué)、光電以及摩擦學(xué)等領(lǐng)域得到廣??

納米流體與表面微織構(gòu)耦合作用下硬質(zhì)合金刀具的切削性能研究?第一章??初性以及強(qiáng)度均大于一般的潤(rùn)滑膜，該層潤(rùn)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(fù)效應(yīng)”，主要體現(xiàn)在納米流體中的納??米粒子通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)吸附并沉積在摩擦副間，通過(guò)摩擦副間的擠壓變形來(lái)填充摩??擦副間運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的損傷、劃痕、微坑等，達(dá)到對(duì)摩擦副表面的修復(fù)效果。圖１．２（ｄ）??為納米流體的“拋光效應(yīng)”，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(guò)程中產(chǎn)生的碎屑雜質(zhì)從摩擦區(qū)域清除，從而可以達(dá)到使??摩擦副表面光滑的效果。??（ａ）滾珠效成?（ｂ）保護(hù)膜效成??（ｃ）擠壓修復(fù)效應(yīng)?（ｄ）拋光效成??圖１．２納米流體的潤(rùn)滑作用機(jī)理??１．３微織構(gòu)刀具的研究現(xiàn)狀??表面織構(gòu)刀具是通過(guò)？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(gòu)形貌。已有研究表明：在刀具表面加工織構(gòu)能夠降低刀－屑接觸??長(zhǎng)度、延長(zhǎng)刀具使用壽命以及有效提高刀具的切削性能。表面微織構(gòu)的加工方法主要??有電火花加工、光刻技術(shù)和激光加工技術(shù)等。??近些年，國(guó)內(nèi)外研宄學(xué)者對(duì)微織構(gòu)刀具進(jìn)行了大量的理論與試驗(yàn)研究。最初為日??本和美國(guó)等學(xué)者研究微織構(gòu)刀具，研究發(fā)現(xiàn)：微織構(gòu)會(huì)提高刀具的切削性能。此后織??構(gòu)刀具作為一種熱點(diǎn)技術(shù)被全球?qū)W者探索研宂。??１．３．１織構(gòu)刀具的仿真研宄現(xiàn)狀??切削仿真可以利用數(shù)學(xué)模型預(yù)先對(duì)切削加工狀況進(jìn)行模擬分析，運(yùn)用切削仿真技??７??

提出在ＨＳＳ刀具前刀面上制備出??凸點(diǎn)型、凹坑型兩種織構(gòu)刀具進(jìn)行車削鈦合金試驗(yàn)研宄，結(jié)果表明：相比于無(wú)織構(gòu)刀??具，凸點(diǎn)型織構(gòu)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(diǎn)型織構(gòu)能夠??有效減少切屑的卷曲半徑，同時(shí)凸點(diǎn)型織構(gòu)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還能夠起到良好的散熱作用。??Ｖａｓｕｍａｔｈｙ等Ｍ利用激光加工技術(shù)在硬質(zhì)合金車刀前刀面上制備出兩種類型的??織構(gòu)刀具，分別是平行于和垂直于切屑流動(dòng)方向的溝槽型織構(gòu)刀具，如圖１．３所示，??通過(guò)進(jìn)行車削Ａ１Ｓ１３１６不銹鋼試驗(yàn)來(lái)研究織構(gòu)刀具的切削性能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與無(wú)??織構(gòu)刀具相比，織構(gòu)刀具能夠有效降低切削力、減少工件材料粘結(jié)現(xiàn)象。原因在于織??構(gòu)的方向會(huì)不同程度的影響到刀－屑接觸面積，因此會(huì)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(gòu)刀具的光學(xué)顯微形貌圖［４Ｇ】??Ｅｍｏｍｏｔ和Ｓｕｇｉｈａｒａ制備出了一種帶有分段結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，該種織構(gòu)刀具在潤(rùn)滑狀態(tài)卩能??有效改善刀－屑接觸區(qū)域的粘結(jié)現(xiàn)象，平行于主切削刃的織構(gòu)刀具比垂直切削刃??９??

【參考文獻(xiàn)】：
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