热辅助条件下微织构刀具铣削力预测方法研究 被引量：1

1

作者 佟欣 王佰艺 +1 位作者 李鑫宇 杨树财 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期274-287,共14页

刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这... 刀具表面织构化处理能够显著改善刀具的切削性能。但激光加工有着急速升温与骤冷的加工特点,这会导致重熔层堆叠和微裂纹等问题。针对上述问题,引入热辅助激光加工技术。由于钛合金是难加工材料,因此铣削过程中刀具承受较大的铣削力,这会导致机械系统的动态响应及振动,进而影响刀具寿命和加工表面质量。因此,准确预测铣削力可以及时调整切削参数,在保证加工质量的同时,使铣削力处于合理范围,从而提高加工效率、降低刀具磨损。综上,以硬质合金球头铣刀为研究对象,将热辅助工艺与激光加工技术相结合,搭建铣削试验平台,提出一种基于蜣螂算法(DBO)优化变分模态分解(VMD)参数,并结合小波包阈值降噪(WPT)的方法来对原始信号进行降噪处理;使用希尔伯特-黄变换(HHT)进行时频分析,探讨不同热辅助温度下的刀具铣削性能变化规律。在此基础上,结合贝叶斯优化(BO)、卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及多头注意力机制(Multihead-Attention),建立回归分析模型用于实时监测和预测铣削力;通过验证,该模型在训练集上的R^(2)值达到了0.9967,而在测试集上R^(2)值达到了0.99194,证明了该模型的准确性。为微织构制备过程中的缺陷修复提出了一种新方法,同时为钛合金铣削加工中的铣削力预测提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 微织构刀具 钛合金 热辅助激光加工 铣削力 BO-CNN-BiLSTM-Multihead-Attention预测模型

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面向微织构刀具的磁场辅助切削加工装置设计与应用

2

作者 姜明晶 张克栋 +2 位作者 宋京泽 王典 黄强 《工具技术》 北大核心 2024年第6期69-75,共7页

研究了磁场辅助刀具切削加工技术在微织构刀具切削中的表现,基于ANSYS软件对切削加工夹具进行了设计和有限元仿真,根据毕奥—萨伐尔定律设计磁场发生装置并搭建磁场辅助切削平台,探究了磁场参数对切削性能的影响。在施加一定的磁场强度... 研究了磁场辅助刀具切削加工技术在微织构刀具切削中的表现,基于ANSYS软件对切削加工夹具进行了设计和有限元仿真,根据毕奥—萨伐尔定律设计磁场发生装置并搭建磁场辅助切削平台,探究了磁场参数对切削性能的影响。在施加一定的磁场强度和不同磁场方向(微织构方向平行于磁场方向记为DIR1,微织构方向垂直于磁场方向记为DIR2,切屑方向平行于磁场方向记为DIR3)下,使用微织构刀具(TT)和磁性纳米流体(MNF)对316L不锈钢进行切削试验,并使用SEM和EDS等技术对加工工件进行表征和分析。试验显示,在磁场方向为DIR1的情况下,使用微织构刀具能够获得最优的切削性能。结果表明,磁场参数的选择对微织构刀具切削性能有重要影响,同时在实际应用中为磁场辅助切削加工技术提供了指导。 展开更多

关键词 磁场辅助 有限元仿真 微织构刀具 切削试验

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基于微磨削方法的微织构刀具制备与切削性能研究 被引量：15

3

作者 梁志强 李蒙招 +5 位作者 陈碧冲 周天丰 李世迪 颜培 张素燕 王西彬 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期143-150,共8页

目的研究表面微织构对硬质合金刀具切削性能的影响。方法采用微磨削方法在硬质合金刀具前刀面加工出具有不同结构参数的横向、纵向和交叉微织构,通过AL6061切削试验和有限元切削仿真,研究表面微织构对硬质合金刀具的切削温度及刀具磨损... 目的研究表面微织构对硬质合金刀具切削性能的影响。方法采用微磨削方法在硬质合金刀具前刀面加工出具有不同结构参数的横向、纵向和交叉微织构,通过AL6061切削试验和有限元切削仿真,研究表面微织构对硬质合金刀具的切削温度及刀具磨损的影响。结果采用V形金刚石砂轮微磨削方法能够加工出几何形状规则且表面质量良好的表面微织构。与无织构刀具相比,微织构刀具的切削温度明显降低,高温区域明显减少,其中横向织构刀具降温效果最为显著。微织构刀具的切削温度随沟槽间距的增大而升高,沟槽间距为150μm时,切削温度最低。表面微织构能够有效减轻刀具前刀面的粘结磨损,横向织构刀具减摩抗粘效果最好,且采用较小的沟槽间距更利于减轻刀具的粘结磨损。随着切削速度的增加,表面微织构的抗粘结作用更加明显,当切削速度为150 m/min时,沟槽间距为150μm的横向织构刀具的切屑粘结面积最小。结论在横向、纵向和交叉织构刀具中,沟槽间距为150μm的横向织构刀具切削性能最好,即降温效果、抗粘结性能最为显著。 展开更多

关键词 微磨削 微织构刀具 切削仿真 刀具温度 粘结磨损

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微织构刀具DEFORM-3D切削性能仿真分析及实验研究（英文） 被引量：7

4

作者 徐明刚 黄文勇 +4 位作者 张振 李旻宣 刘贵珍 赵洁明 葛星 《机床与液压》 北大核心 2016年第24期50-56,共7页

运用DEFORM-3D仿真软件对YG8硬质合金微织构刀具的切削性能进行仿真分析,研究了YG8硬质合金刀具在沟槽微织构、凹坑微织构和无微织构3种表面微织构下的切削温度和切削应力。利用激光加工技术对YG8硬质合金刀具表面进行沟槽微织构的加工... 运用DEFORM-3D仿真软件对YG8硬质合金微织构刀具的切削性能进行仿真分析,研究了YG8硬质合金刀具在沟槽微织构、凹坑微织构和无微织构3种表面微织构下的切削温度和切削应力。利用激光加工技术对YG8硬质合金刀具表面进行沟槽微织构的加工,运用该刀具对铝合金进行切削实验,分析微织构对刀具切削性能的影响。结果表明:微织构刀具产生的切削热更少,与切屑间的摩擦力更低。在一定的润滑条件下,微织构刀具具有更好的切削性能。 展开更多

关键词 DEFORM-3D YG8硬质合金 微织构刀具

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切削速度对微织构刀具切削力的影响 被引量：8

5

作者 李庆华 潘晨 +1 位作者 矫雨芯 胡恺星 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期90-97,共8页

目的研究微织构刀具在不同切削速度下切削力的变化规律,从而改善刀具的切削性能。方法利用激光技术在PCBN刀具前刀面进行微织构处理,加工微槽宽度分别为30、40μm的垂直微槽和平行微槽,并选择60、72、85m/min三种不同的切削速度,分别用... 目的研究微织构刀具在不同切削速度下切削力的变化规律,从而改善刀具的切削性能。方法利用激光技术在PCBN刀具前刀面进行微织构处理,加工微槽宽度分别为30、40μm的垂直微槽和平行微槽,并选择60、72、85m/min三种不同的切削速度,分别用微织构PCBN刀具干式切削AISI52100材料,使用测力仪收集切削过程产生的主切削力、径向力和轴向力。结合有限元仿真技术,设置与实际切削试验相同的切削用量、微织构刀具材料和工件材料等切削条件,从刀具表面应力角度分析微织构刀具在不同切削速度下的切削力变化,并与切削试验结果进行对比。结果在不同的切削速度条件下,不同微织构刀具产生的切削力受切削速度的影响程度不同。30μm垂直微槽和40μm平行微槽PCBN刀具在较高的切削速度下均能取得较小的切削力,切削速度的变化对主切削力、径向力和轴向力的影响均较大。结论随着切削速度的增大,垂直微槽和平行微槽可有效减小主切削力和径向力。在相同的切削速度下,垂直微槽比与平行微槽更有利于获得较小的切削力。试验结果对微织构PCBN刀具切削淬硬钢材料奠定了基础。 展开更多

关键词 微织构刀具 切削速度 主切削力 径向力 轴向力

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微织构刀具对工件表面残余应力影响有限元分析 被引量：12

6

作者 潘晨 李庆华 +1 位作者 胡恺星 矫雨芯 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第1期14-16,21,共4页

针对微织构刀具对切削工件表面残余应力的影响,设计不同尺寸的垂直槽和平行槽微织构,利用有限元仿真技术,模拟不同类型、不同尺寸微织构PCBN刀具干式车削GCr15试验。通过对有限元结果进行研究分析,得到已加工表面残余应力分布情况,并与... 针对微织构刀具对切削工件表面残余应力的影响,设计不同尺寸的垂直槽和平行槽微织构,利用有限元仿真技术,模拟不同类型、不同尺寸微织构PCBN刀具干式车削GCr15试验。通过对有限元结果进行研究分析,得到已加工表面残余应力分布情况,并与无织构PCBN刀具对比,分析微织构对已加工表面残余应力的影响。有限元仿真结果表明:与无织构刀具切削工件表面获得拉应力相比,槽型织构刀具切削后的工件已加工表面呈现压应力,提高工件表层的耐磨损和耐疲劳性能;宽度50μm垂直槽和宽度40μm平行槽刀具切削得到的工件表面压应力最大,对工件表面应力分布影响最显著。 展开更多

关键词 微织构刀具 工件表面 残余应力

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微织构刀具织构参数优化仿真研究 被引量：7

7

作者 李斌斌 陈领 +2 位作者 赵武 于淼 张凯 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第10期91-96,共6页

高温镍基合金在切削加工过程中,较大的切削力会产生较高的切削温度,造成刀具磨损严重、加工表面质量差等加工难题。在刀具前刀面加工区域,设计微观织构(微织构)可以改善切削加工中刀-屑接触面的摩擦润滑状态,从而改善刀具的切削性能。... 高温镍基合金在切削加工过程中,较大的切削力会产生较高的切削温度,造成刀具磨损严重、加工表面质量差等加工难题。在刀具前刀面加工区域,设计微观织构(微织构)可以改善切削加工中刀-屑接触面的摩擦润滑状态,从而改善刀具的切削性能。采用有限元仿真软件对正弦型微织构刀具进行切削镍基合金的仿真实验,通过正交实验研究正弦型微织构刀具的织构刃边距、织构宽度、织构间距、正弦曲线幅值和周期长度5个织构参数对刀具切削性能的影响,并优化了正弦型微织构刀具的织构参数。结果表明:正弦型微织构刀具的主切削力降低程度与织构参数密切相关,且织构参数对主切削力大小的影响程度依次为:织构刃边距>织构间距>织构宽度>正弦曲线幅值>周期长度。优化后得到的刀具切削力、切削温度和断屑能力优于优化前无微织构刀具。 展开更多

关键词 微织构刀具 织构参数优化 正交实验 有限元仿真 切削性能

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微织构刀具切削钛合金的研究进展 被引量：13

8

作者 唐联耀 唐玲艳 +1 位作者 李鹏南 邱新义 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期8-12,共5页

针对钛合金切削加工过程中切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,近年学者们尝试采用微织构刀具来解决。本文综述了微织构刀具在钛合金切削加工中的应用,分析了微织构刀具在改善表面质量,降低切削力、刀具磨损、摩擦因数和切削温... 针对钛合金切削加工过程中切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,近年学者们尝试采用微织构刀具来解决。本文综述了微织构刀具在钛合金切削加工中的应用,分析了微织构刀具在改善表面质量,降低切削力、刀具磨损、摩擦因数和切削温度等方面的切削机理,并指出微织构刀具切削钛合金存在的问题。 展开更多

关键词 钛合金 微织构刀具 切削机理 研究进展

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微织构刀具超声铣削航空铝合金的研究 被引量：6

9

作者 唐军 陈小静 赵波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期356-363,共8页

目的为了提高7075航空铝合金的使用性能,将微织构刀具和纵扭复合超声铣削复合,形成一种微织构刀具超声复合铣削工艺。方法通过微织构刀具铣削和微织构纵扭复合超声铣削两种加工方法,对7075-T6航空铝合金进行切削试验,分析主轴转速、每... 目的为了提高7075航空铝合金的使用性能,将微织构刀具和纵扭复合超声铣削复合,形成一种微织构刀具超声复合铣削工艺。方法通过微织构刀具铣削和微织构纵扭复合超声铣削两种加工方法,对7075-T6航空铝合金进行切削试验,分析主轴转速、每齿进给量以及铣削深度对工件表面粗糙度、残余应力、显微硬度和表面织构形貌的影响。结果在切削参数相同的情况下,微织构纵扭复合超声铣削工艺所获工件表面粗糙度数值相较于微织构刀具铣削工艺加工工件降低了4.7%~13.2%,显微硬度增加了1.13%~2.35%,工件表面残余应力变为压应力,最大数值稳定在–10.84 MPa,加工工件表面形成了较为统一、规整的"鱼鳞网纹"织构形貌。其中,加工工件表面粗糙度数值与主轴转速成负相关关系,而与铣削深度、每齿进给量成正相关。加工工件表面显微硬度和残余应力则是随着主轴转速和每齿进给量的增大而增大,而铣削深度对加工工件的显微硬度和残余应力的影响不显著。结论相比微织构刀具铣削,微织构纵扭复合超声铣削能有效地改善加工工件表面的完整性。 展开更多

关键词 微织构刀具 纵扭复合超声铣削 表面粗糙度 显微硬度 残余应力

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微织构刀具及其切削加工 被引量：10

10

作者 段冉 邓建新 +2 位作者 孙婕 鲁洋洋 张亮亮 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第9期23-29,共7页

微织构刀具的研究始于21世纪初,其主要技术思想是通过在刀具表面的特定位置上加工出表面织构以改善切削加工中刀-屑接触界面的摩擦润滑状态,已成为一种极具发展潜力的刀具。针对微织构刀具的研究进展,对多种不同类型微织构刀具的制备、... 微织构刀具的研究始于21世纪初,其主要技术思想是通过在刀具表面的特定位置上加工出表面织构以改善切削加工中刀-屑接触界面的摩擦润滑状态,已成为一种极具发展潜力的刀具。针对微织构刀具的研究进展,对多种不同类型微织构刀具的制备、切削性能和理论基础进行了介绍。 展开更多

关键词 微织构刀具 减磨润滑 切削性能

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微织构刀具三维超声振动车削304不锈钢研究 被引量：3

11

作者 方锐 邹平 +1 位作者 段经伟 张硕 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1761-1768,共8页

为了提高304不锈钢加工效果,减小切削力,延长刀具寿命,提出一种微织构刀具与三维超声振动复合的车削工艺.分别利用减摩特性与断续切削特性,根据正交切削模型,从变切深与微织构刀具接触面积减小的角度建立普通刀具与微织构刀具三维超声... 为了提高304不锈钢加工效果,减小切削力,延长刀具寿命,提出一种微织构刀具与三维超声振动复合的车削工艺.分别利用减摩特性与断续切削特性,根据正交切削模型,从变切深与微织构刀具接触面积减小的角度建立普通刀具与微织构刀具三维超声振动车削的切削力模型.通过车削304不锈钢的单因素实验研究各切削参数对主切削力的影响规律并对比刀具磨损,通过正交实验研究最佳切削参数组合.结果表明:相对于普通刀具,微织构刀具的主切削力降低30%~40%;磨损程度平均降低11.50%;对于减小切削合力,最佳的切削参数组合为:切削深度为0.1 mm,进给量为0.08 mm/r,主轴转速为250 r/min. 展开更多

关键词 主切削力 三维超声振动 微织构刀具 磨损 最佳参数

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MQL条件下微织构刀具车削钛合金的切削加工性试验分析 被引量：6

12

作者 程锐 艾兴 +1 位作者 葛栋良 梅飞 《工具技术》 2018年第11期36-39,共4页

为深入研究微织构刀具结合微量润滑技术对金属切削加工性的影响,利用激光机在硬质合金刀具前刀面制备出不同的微凹坑阵列,并在不同微量润滑(MQL)条件下开展钛合金车削试验,以工件加工表面质量作为评价标准,对相关影响因素进行优选,并对... 为深入研究微织构刀具结合微量润滑技术对金属切削加工性的影响,利用激光机在硬质合金刀具前刀面制备出不同的微凹坑阵列,并在不同微量润滑(MQL)条件下开展钛合金车削试验,以工件加工表面质量作为评价标准,对相关影响因素进行优选,并对刀具磨损进行分析。研究表明:在一定的加工条件下,表面质量有显著提高,其中温度和面积占有率是主要的影响单因子,而刀具磨损仍以黏结磨损为主,磨损情况得到改善。 展开更多

关键词 微织构刀具 微量润滑 摩擦 切削加工性

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微织构刀具对钛合金切屑形成影响的仿真研究 被引量：3

13

作者 陈德雄 林梦晗 +2 位作者 赵亚文 周华森 陈金国 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期15-24,共10页

针对微织构刀具对钛合金Ti6Al4V切屑形成以及微槽二次切削机理分析的不足,通过建立热-力耦合仿真模型对比研究不同微织构刀具、微织构几何尺寸以及切削速度对切屑形成的影响规律。数值仿真结果表明:微织构刀具更有利于断屑,二次切削作... 针对微织构刀具对钛合金Ti6Al4V切屑形成以及微槽二次切削机理分析的不足,通过建立热-力耦合仿真模型对比研究不同微织构刀具、微织构几何尺寸以及切削速度对切屑形成的影响规律。数值仿真结果表明:微织构刀具更有利于断屑,二次切削作用使切屑的弯曲半径变大,微织构可以减小刀屑之间实际接触面积,降低切削温度。增大微织构宽度可以增强微槽的二次切削作用,利于断屑,但应注意其对刀具强度的削弱作用,而增大相邻微槽间距则会出现相反的二次切削作用机制。提高切削速度对各刀具均有利于断屑,弧形微织构刀具的降温效果最好,V形微织构刀具次之,矩形微织构刀具降温效果最差。研究结果对进一步理解微织构刀具对钛合金切屑的二次切削作用机理提供一定参考。 展开更多

关键词 钛合金 微织构刀具 二次切削 切屑形貌 切削温度

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基于Workbench的微织构刀具对铝合金切屑影响 被引量：3

14

作者 刘绪超 杨发展 +2 位作者 张娜 罗佳 魏海明 《机床与液压》 北大核心 2019年第16期12-16,共5页

针对6061铝合金切削过程中加工表面质量较差、切屑缠绕的实际情况,以仿生摩擦学理论为基础,利用ANSYS Workbench仿真软件,重点研究了刀-屑之间摩擦应力状况;同时,借助微织构硬质合金(WC-Co,YG8)刀具进行铝合金切削实验,研究不同尺寸和... 针对6061铝合金切削过程中加工表面质量较差、切屑缠绕的实际情况,以仿生摩擦学理论为基础,利用ANSYS Workbench仿真软件,重点研究了刀-屑之间摩擦应力状况;同时,借助微织构硬质合金(WC-Co,YG8)刀具进行铝合金切削实验,研究不同尺寸和结构特征的微织构对铝合金切屑形貌的影响。研究结果表明:梯状微织构刀具尺寸为直径d=65μm、深度h=15μm时,刀屑之间最大摩擦应力下降21.8%,锯齿状切屑控制良好,齿高降幅52.5%,剪切角降幅31.6%,锯齿角降幅9.5%;存在细长型和粗壮型两种树杈状切屑,并得到良好控制,细长型切屑降幅达到95%,粗壮型切屑降幅87.5%,抑制效果明显。同时研究发现:微织构刀具下,切屑形貌严重影响加工表面质量,良好的切屑形貌,能够降低刀-屑之间镶嵌粘焊概率,减小加工过程中振幅和频率,使加工更加流畅,得到良好的加工表面质量。 展开更多

关键词 6061铝合金 微织构刀具 切屑形貌

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施加TiC涂层材料的微织构刀具切削AISI1045的研究

15

作者 蒋煜 王大中 毛蔚 《农业装备与车辆工程》 2023年第1期162-164,共3页

介绍了2种非传统切削加工的方式:一种是利用微织构刀具切削加工技术,另一种是利用涂层刀具的切削加工技术。以圆坑型微织构刀具为研究对象,运用有限元分析的方法,将微织构刀具与施加Ti C涂层的微织构刀具切削AISI1045的加工性能进行对比... 介绍了2种非传统切削加工的方式:一种是利用微织构刀具切削加工技术,另一种是利用涂层刀具的切削加工技术。以圆坑型微织构刀具为研究对象,运用有限元分析的方法,将微织构刀具与施加Ti C涂层的微织构刀具切削AISI1045的加工性能进行对比,通过比较等效应力、切削力和切削温度,施加涂层的微织构刀具能显著改善加工性能。 展开更多

关键词 微织构刀具 涂层刀具 有限元分析 等效应力 切削力 切削温度

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Al_(2)O_(3)-TiC涂层微织构刀具切削AISI1045的机理研究

16

作者 蒋煜 王大中 毛蔚 《农业装备与车辆工程》 2023年第6期137-140,共4页

建立了切削加工时刀具——切屑的接触模型,对刀具在切削中的受力情况进行分析,研究坑槽型刀具的断屑特性。研究了微织构刀具的二次切削,以坑槽型刀具为研究对象,分析切屑与微织构刀具接触的阶段,研究坑槽型刀具的断屑机理,并将刀屑的接... 建立了切削加工时刀具——切屑的接触模型,对刀具在切削中的受力情况进行分析,研究坑槽型刀具的断屑特性。研究了微织构刀具的二次切削,以坑槽型刀具为研究对象,分析切屑与微织构刀具接触的阶段,研究坑槽型刀具的断屑机理,并将刀屑的接触和分离分为4个阶段。 展开更多

关键词 微织构刀具 断屑机理 有限元分析 二次切削

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微织构/混合纳米流体协同微量润滑对车削Inconel 718的影响

17

作者 裴宏杰 张晨阳 +1 位作者 霍宇航 郭二廓 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期60-66,共7页

为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用... 为了揭示刀具微织构和纳米流体的协同微量润滑机理,开展了MoS_(2)、多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体和刀具前/后刀面的微坑/微槽织构微量润滑车削Inconel 718高温合金的实验研究。采用皮秒激光技术在陶瓷刀片的前/后刀面加工出微坑/微槽织构并利用激光共聚焦显微镜进行了表征。制备了MoS_(2)、MWCNTs和MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体,测定了其黏度和表面张力。对纳米流体和微织构的协同影响润湿性进行了测试。进行了切削速度、前刀面微织构、后刀面微织构和纳米流体种类的四因素四水平的正交切削实验,评价指标为切削力、三维表面粗糙度和切屑变形系数。实验结果表明,在减小切削力和切屑变形方面,MoS_(2)纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构的协同作用最优;在降低表面粗糙度方面,MoS_(2)/MWCNTs混合纳米流体、前刀面平行槽微织构和后刀面圆坑微织构效果更好。 展开更多

关键词 微量润滑 微织构刀具 纳米流体 多壁碳纳米管 二硫化钼

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微纳织构涂层刀具切削性能研究进展 被引量：4

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作者 田初春 蒋宏婉 +2 位作者 袁森 邓静 岳熙 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期137-160,共24页

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等... 刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等问题,严重缩短了刀具的服役寿命。通过表面织构技术和表面涂层技术在刀具切削表面置入微纳织构和涂层可以显著改善切削性能;特别是在减小刀具磨损、降低切削力、切削温度以及刀-屑接触界面摩擦因数等方面具有显著效果。系统概述微纳织构涂层刀具的作用机理、切削性能以及应用领域,对微纳织构涂层刀具后续发展有重要推动意义。首先,介绍微纳织构涂层刀具的制备方式。其次,分析总结微纳织构涂层刀具的作用机理,并从抗磨损性、抗粘结性和刀具寿命三个方面总结微纳织构涂层刀具的自身性能。随后,从切削力、切削温度、刀-屑接触处的摩擦因数三个方面总结微纳织构涂层刀具的切削性能。最后对微纳织构涂层刀具在现代制造业中的应用进行阐述。提出在刀具切削表面同时置入微纳织构和涂层的当前研究现状以及未来发展方向,可为进一步研究微纳织构涂层刀具在切削加工中改善切削性能以及加工表面质量与性能提供参考。 展开更多

关键词 微纳织构涂层刀具 作用机理 刀具性能 切削性能

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微织构自润滑刀具干切削0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的切削性能 被引量：13

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作者 龙远强 邓建新 +1 位作者 周后明 易斌 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期75-79,共5页

采用激光加工方法在硬质合金刀具的前刀面加工出微织构,并在微织构中填充固体润滑剂制成微织构自润滑刀具;使用微织构自润滑刀具、微织构刀具以及传统硬质合金刀具分别对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行干切削试验,并对比了它们的切削性能。... 采用激光加工方法在硬质合金刀具的前刀面加工出微织构,并在微织构中填充固体润滑剂制成微织构自润滑刀具;使用微织构自润滑刀具、微织构刀具以及传统硬质合金刀具分别对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行干切削试验,并对比了它们的切削性能。结果表明：与传统刀具相比,微织构自润滑刀具能有效提高切削性能（主切削力减小了8%~16%,切削温度降低了15%~24%）,增加切屑的曲卷,改善刀具的粘着磨损现象。 展开更多

关键词 微织构刀具 切削加工 奥氏体不锈钢 固体润滑剂

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切削速度对微织构涂层刀具切削性能的影响 被引量：2

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作者 王栋梁 张继林 易湘斌 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第7期106-111,159,共7页

为了探究前后刀面微织构涂层刀具在不同切削速度下的切削性能变化规律,利用光纤式激光器在涂层刀具的前刀面和后刀面上分别制备出圆孔和直槽混合微织构,使用该刀具在38CrMoAl氮化钢上进行切削实验。结果表明,随着切削速度的增加,无织构... 为了探究前后刀面微织构涂层刀具在不同切削速度下的切削性能变化规律,利用光纤式激光器在涂层刀具的前刀面和后刀面上分别制备出圆孔和直槽混合微织构,使用该刀具在38CrMoAl氮化钢上进行切削实验。结果表明,随着切削速度的增加,无织构刀具和前刀面织构刀具的切削温度变动范围不大,前后刀面混合微织构刀具的切削温度最大值比无织构刀具的切削温度最大值降低了13%~27%;织构刀具切削力的降低幅度,随着切削速度的增加而增加,相对于无织构刀具的切削力,其最大降幅近40%;在切削速度为80 m/min时,织构刀具对应的表面粗糙度值几乎相等,在其他切削速度时,前后刀面织构刀具对应的表面粗糙度值均小于前刀面织构刀具对应的值,并且表面粗糙度值随着切削速度的增加而降低;振动信号结束段和起始段频谱幅值的变化范围随着切削速度的增加而变得明显。与无织构刀具相比,织构刀具在不同切削速度下均可以改善刀具的切削性能,特别是后刀面织构的存在,这种改善效果更加明显。 展开更多

关键词 微织构刀具 切削速度 切削力 切削温度 频谱分析

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