為減少切削液對(duì)環(huán)境的污染,本文基于盡量減少切削液的使用這一思想提出了微織構(gòu)持續(xù)減摩刀具的潤(rùn)滑理念,使用切削液供給系統(tǒng),將切削液通過(guò)微通道直接送到刀具前刀面的摩擦區(qū),并通過(guò)微織構(gòu)將切削液均勻分布于前刀面的摩擦區(qū),有效提高了潤(rùn)滑效果。通過(guò)試切和計(jì)算確定了刀具前刀面的摩擦區(qū),根據(jù)摩擦學(xué)原理設(shè)計(jì)了四種形狀微織構(gòu),運(yùn)用有限元分析軟件分析了不同參數(shù)的微織構(gòu)對(duì)刀具應(yīng)力分布的影響,以T-MT刀具為例確定了微織構(gòu)的最優(yōu)參數(shù):微織構(gòu)深度H=100μm,間距L=300μm,織構(gòu)寬度B=80μm。對(duì)YG8和YT5兩種材料的硬質(zhì)合金刀具分別從切削力、刀屑接觸長(zhǎng)度、切屑形貌、刀具磨損面積和前刀面平均摩擦系數(shù)等方面分析了不同參數(shù)微織構(gòu)刀具對(duì)切削性能,其中YG8硬質(zhì)合金刀具采用了（T-D、T-W、T-M、T-VT、T-PT1、T-PT2和T-MT）七種方式切削鑄鐵,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),四種微織構(gòu)刀具（T-VT、T-PT1、T-PT2和T-MT）可有效提高切削性能。YT5硬質(zhì)合金刀具采用了（T-D、T-W、T-VT和T-MT）四種方式切削45#鋼,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,兩種微織構(gòu)刀具（T-VT、T-MT）明顯提高了切削性... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

添加固體自潤(rùn)滑刀具原理圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文7屑接觸區(qū)的剪切強(qiáng)度進(jìn)而減小摩擦力，涂層和微織構(gòu)的雙重作用均可見(jiàn)小切削過(guò)程中的三向切削力和切削溫度，且微織構(gòu)在切削過(guò)程中可以充當(dāng)油室，以補(bǔ)充刀-屑間的潤(rùn)滑油，起到潤(rùn)滑減摩的作用。4）微織構(gòu)刀具的研究現(xiàn)狀微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具是指在刀具的前刀面刀屑接觸區(qū)利用激光技術(shù)加工出一定形狀的微細(xì)凹槽，并向凹槽中加入潤(rùn)滑劑，在切削加工時(shí)隨著切削溫度的升高，微織構(gòu)中的潤(rùn)滑劑會(huì)在高溫高壓作用而析出，從而敷在刀具的前刀面上，形成一層具有潤(rùn)滑作用的薄膜，以達(dá)到減摩、潤(rùn)滑作用從而提高刀具的使用壽命。實(shí)際上微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具也是添加固體潤(rùn)滑劑的自潤(rùn)滑刀具的一種，微織構(gòu)的存在可以減小刀具與切屑之間的實(shí)際接觸面積，從而降低切削力，減小刀具與工件、刀具與切屑之間的摩擦，而且利用微織構(gòu)和固體潤(rùn)滑劑的雙重機(jī)構(gòu)，更加容易實(shí)現(xiàn)刀具的自潤(rùn)滑和減摩抗磨功能。微織構(gòu)刀具表面圖案形狀如圖1-2所示，織構(gòu)形貌大體分為：凹痕形、凹坑形、凸包形和鱗片形[23]。(a)凹痕形(b)凹坑形(a)Dentshape(b)Pitshape(c)凸包形(d)鱗片形(c)Convexhullshape(d)squamashape圖1-2微織構(gòu)刀具表面圖案Fig.1-2Microtexturetoolsurfacepattern

理念下后利用飛秒激光加工技術(shù)制備了軟涂層微納織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具，通過(guò)車(chē)削實(shí)驗(yàn)對(duì)比了傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具、軟涂層刀具和微納織構(gòu)刀具的切削性能，發(fā)現(xiàn)了在相同切削條件下軟涂層微納織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的三向切削力和切削溫度均低于其他三種刀具（傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具、軟涂層刀具和微納織構(gòu)刀具）并且發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀具的切削力與切削溫度均高于其他三種刀具。當(dāng)切削溫度較高時(shí)，軟涂層微納織構(gòu)刀具的切削力與切削溫度較其他三者降低較為突出。1.2.2最小量潤(rùn)滑技術(shù)最小量潤(rùn)滑技術(shù)（MinimalQuantityLubrication，MQL）工作原理如圖1-3所示。MQL是將空氣壓縮后與潤(rùn)滑液混合再用高壓噴射的方式將霧化后的潤(rùn)滑油和空氣順著噴嘴噴射到加工區(qū)，直接對(duì)刀具與切屑、刀具與工件的接觸面進(jìn)行潤(rùn)滑有效的改善了切削加工的條件，MQL切削液的用量極少，降低加工成本，減少了切削液的排放，降低了切削液對(duì)環(huán)境的污染。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)MQL進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究[34-37]，包括加工表面質(zhì)量，切削三向力，切削溫度，刀具磨損等。研究表明，采用優(yōu)化后的微量潤(rùn)滑切削工藝參數(shù)，MQL表現(xiàn)出較好的切削加工性能。圖1-3最小量潤(rùn)滑工作原理圖Fig.1-3MQLworkingprinciple

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微量潤(rùn)滑切削加工中潤(rùn)滑防銹工藝的優(yōu)化研究及應(yīng)用[J]. 唐運(yùn)周,梁艷娟,王鑫.  模具制造. 2019(08)
[2]漸變強(qiáng)化刃刀具硬切削過(guò)程切屑流動(dòng)和刀具磨損研究[J]. 陳濤,宋立星,李素燕,郭健,劉獻(xiàn)禮.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(19)
[3]《金屬切削原理與刀具》課程教學(xué)改革初探[J]. 楊偉杭.  科技風(fēng). 2017(16)
[4]MoS2基固體潤(rùn)滑劑微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具切削性能的研究[J]. 周后明,羅文懿,龍遠(yuǎn)強(qiáng),張高峰,周友行.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(08)
[5]Grinding temperature and energy ratio coefficient in MQL grinding of high-temperature nickel-base alloy by using different vegetable oils as base oil[J]. Li Benkai,Li Changhe,Zhang Yanbin,Wang Yaogang,Jia Dongzhou,Yang Min.  Chinese Journal of Aeronautics. 2016(04)
[6]基于固體潤(rùn)滑劑與原位反應(yīng)雙機(jī)制自潤(rùn)滑陶瓷刀具[J]. 劉景文,周后明,周文,鄧建新,張高峰,周友行.  中國(guó)機(jī)械工程. 2016(15)
[7]45鋼表面激光織構(gòu)加工及其摩擦性能測(cè)試[J]. 趙恩蘭,陳華威.  熱加工工藝. 2015(10)
[8]微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具干切削0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼的切削性能[J]. 龍遠(yuǎn)強(qiáng),鄧建新,周后明,易斌.  機(jī)械工程材料. 2015(03)
[9]多元梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的研制[J]. 許崇海,吳光永,張永蓮,衣明東,肖光春,方斌.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]干切削加工用自潤(rùn)滑刀具研究進(jìn)展[J]. 潘培道,劉孝光,殷韋韋,張國(guó)青.  池州學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(03)

博士論文
[1]多尺度表面織構(gòu)陶瓷刀具的制備及其切削性能研究[D]. 邢佑強(qiáng).山東大學(xué) 2016
[2]軟涂層微納織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的制備及其切削性能研究[D]. 連云崧.山東大學(xué) 2014
[3]微織構(gòu)自潤(rùn)滑與振蕩熱管自冷卻雙重效用的干切削刀具的研究[D]. 吳澤.山東大學(xué) 2013
[4]基于表面微織構(gòu)刀具的鈦合金綠色切削冷卻潤(rùn)滑技術(shù)研究[D]. 戚寶運(yùn).南京航空航天大學(xué) 2011
[5]原位反應(yīng)自潤(rùn)滑陶瓷刀具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及其減摩機(jī)理研究[D]. 李彬.山東大學(xué) 2010
[6]微池自潤(rùn)滑刀具的研究[D]. 宋文龍.山東大學(xué) 2010
[7]水蒸汽作綠色冷卻潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理及切削試驗(yàn)研究[D]. 劉俊巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于石墨烯材料的動(dòng)壓馬達(dá)零件邊界潤(rùn)滑膜涂膜工藝研究[D]. 索麗娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]等離子噴涂制備鎳鋁基寬溫域自潤(rùn)滑涂層及摩擦學(xué)性能研究[D]. 李航.南京理工大學(xué) 2018
[3]TiB2-TiN-WC原位反應(yīng)自潤(rùn)滑刀具材料的研制及摩擦特性研究[D]. 曾國(guó)章.湘潭大學(xué) 2017
[4]微織構(gòu)AlCrN涂層刀具的制備與性能研究[D]. 姜超.山東大學(xué) 2017
[5]Al2O3-TiB2-CaF2納米改性自潤(rùn)滑陶瓷刀具的切削試驗(yàn)及磨損機(jī)理研究[D]. 賈孝偉.齊魯工業(yè)大學(xué) 2016
[6]鋼鐵表面樹(shù)脂基自潤(rùn)滑涂層的制備與性能研究[D]. 朱騰飛.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[7]微織構(gòu)刀具的設(shè)計(jì)與切削性能試驗(yàn)研究[D]. 陳碧沖.北京理工大學(xué) 2015
[8]最小量潤(rùn)滑技術(shù)在大型螺旋錐齒輪加工中的應(yīng)用研究[D]. 盧璇.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2015
[9]Al2O3/TiB2/CaF2自潤(rùn)滑陶瓷刀具的研究[D]. 周文.湘潭大學(xué) 2014
[10]MoS2基復(fù)合固體潤(rùn)滑劑微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的制備及其切削性能研究[D]. 龍遠(yuǎn)強(qiáng).湘潭大學(xué) 2014



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