微织构
- 微织构刀具对钛合金切屑形成影响的仿真研究
）文 摘 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
宇航材料工艺 2023年5期2023-11-20
- 超声振动条件下微织构刀具车削Inconel718 合金
2,3].表面微织构为刀具- 切屑表面创造了良好的润滑条件,减少了刀具磨损且产生的切削力均小于普通刀具[4].为了提高Ti-6Al-4V 切削过程中的WC/Co 刀具切削性能,Zhang 等[5]在刀具表面增加了表面织构,设计三种表面织构形状,并对切削力、刀具磨损等进行了相关分析,认为刀具表面织构降低了前刀面和侧刀面的磨损,同时减少了刀具的磨损情况,提高了Ti-6Al-4V 合金的加工质量以及效率.1994 年日本学者在国际会议上提出超声椭圆振动切削（Ul
河南科技学院学报(自然科学版) 2023年5期2023-10-07
- 发动机缸孔椭圆开口偏置类抛物线微织构研究*
种不同取向凹槽微织构对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数的影响规律，得到了凹槽微织构与滑动方向夹角为90°时对活塞环/缸套摩擦副减摩效果最佳。EZHILMARAN等[9]利用激光烧蚀技术在活塞环表面加工出大小、深宽比和面积率各不相同的圆形凹坑织构，并对其进行了试验研究，得到了圆形凹坑织构的深度和面积密度对其摩擦因数的影响规律。VENKATESWARA BABU等[10]通过化学反应方法在活塞环表面制作出正方形开口织构，并在针盘式摩擦设备上进行了摩擦磨损试验。结果表
润滑与密封 2023年7期2023-07-28
- 刀具表面椭圆开口偏置抛物线微织构参数优化
刀面加工出沟槽微织构,通过仿真分析和切削试验的方法研究了微织构对刀具切削力、应力、温度、磨损率和变摩擦系数的影响[4]。Olleak等采用仿真分析方法研究了沟槽和凹坑微织构对刀具切削性能的影响[5]。佟欣等通过理论、仿真和试验的方法研究了变密度圆凹坑微织构在铣削钛合金工件的切削过程中对球头铣刀性能的影响，并运用模糊评价方法对变密度圆凹坑微织构的密度分布系数进行了优选[6]。刘伟等通过仿真分析方法研究了半球形凹坑和凸起以及梯形槽微织构对刀具切削钛合金性能的影
兵器装备工程学报 2023年2期2023-03-02
- 微织构车刀椭圆超声辅助切削加工性能研究
]。除此之外，微织构刀具也被证明可以有效降低切削温度并提高刀具寿命[6]。OBIKAWA等[7]改变刀具表面织构类型，通过对比实验证明平行型和方点型的微织构可以有效提高刀具表面润滑效果，减少刀具磨损。潘晨等[8]发现微织构刀具会改善工件的表面残余应力，提高工件耐磨损与耐疲劳特性。苏永生等[9]研究了织构化表面对金刚石高速切削钛合金过程的影响，发现在干切削条件下减磨效果明显，并且可以减小切削力。LIU等[10]利用硬质合金刀具加工陶瓷，并研究了微织构尺寸对切
中国机械工程 2023年3期2023-02-20
- 施加TiC涂层材料的微织构刀具切削AISI1045的研究
过在刀具上加工微织构提高表面质量、降低刀具磨损。微织构刀具切削加工时的热损伤更小，有利于避免切削加工AISI1045 时刀具失效[1]。Sarvesh[2-3]分别对比分析了微量润滑和刀具涂层对微织构刀具与普通刀具的切削影响；Kashfull 研究了前刀面三种几何形态的微织构（垂直微织构、水平微织构以及椭圆微织构）对切削过程的影响[4]。结果表明，具有微织构结构的刀具相比没有微织构结构的普通刀具能够大大降低切削力、刀-屑接触摩擦系数以及增大剪切角[5-6]
农业装备与车辆工程 2023年1期2023-02-08
- 血管支架内壁微织构参数对近壁面血流特性的影响
内表面设计加工微织构的研究鲜有报道。图1 支架支撑血管示意[11]Fig. 1 Schematic diagram of stent support vessel仿生微织构因具有减阻、抗黏附的优势开始越来越多地被应用到加工制造领域。Sun等[12]在刀具表面加工出不同尺寸的沟槽微织构，通过进行干切削铝合金实验和仿真模拟，发现在一定尺寸范围内，与传统无织构刀具相比，微织构刀具对于减少刀-屑接触面积和摩擦系数有积极作用。同时，微织构的存在能够有效减少黏附区域，
广西师范大学学报（自然科学版） 2022年6期2023-01-19
- 基于Deform-3D的微织构刀具铣削CE11高硅铝合金磨损仿真
，基于仿生学的微织构技术逐渐获得青睐，微织构技术是利用激光技术在刀具刀面雕刻出特定纹路和图案(见图1)，该纹路可以改变刀具与工件的接触面积、改变切屑的流动方向，有效减小黏结物，有利于提高刀具耐磨性和切削性能。本文运用正交试验法，基于Deform仿真软件对微织构刀具铣削高硅铝合金进行磨损仿真，并通过加工试验检验仿真数据的准确性，以此探究铣削CE11高硅铝合金时不同尺寸微织构植入刀具对其磨损的影响。图1 切削受力分析2 微织构摩擦理论在切削过程中，刀具必须同时
工具技术 2022年10期2023-01-17
- 微织构硬质合金立铣刀铣削高硅铝合金的切削力研究
学理论，提出了微织构(微纹理)刀具。研究发现，在刀具表面置入微织构能够降低加工过程中的切削力和切削温度[2-4]。但现有的微织构刀具切削铝合金相关研究仅分析了微织构尺寸的宽度(直径)、深度和间距三者中的两个参数[5]，并未将三个参数进行整体研究。目前针对微织构的研究主要集中于对微织构的制备技术[6]、不同润滑下微织构性能[7]、切削参数优化等方面[8]，而对具有微织构的整体式硬质合金立铣刀研究较少。为了研究微织构参数对硬质合金立铣刀铣削高硅铝合金的切削力的
工具技术 2022年9期2022-11-15
- 微织构刀具连续磨损建模与仿真研究
性。目前，对于微织构刀具在微切削过程中产生的磨损有限元研究存在很多难点，如微织构刀具的有限元建模、网格类型以及刀具表面与工件表面接触等。因此，本文基于Salvtore提出的能量损失法，利用ABAQUS有限元分析软件建立微织构刀具的微切削二维有限元模型，模拟微织构刀具切削Ti6Al4V钛合金时刀具前刀面发生月牙洼磨损和后刀面磨损的情况，分析微织构对刀具磨损的影响，并通过有限元仿真解决微织构刀具连续磨损问题。2 有限元分析方法2.1 刀具与工件的有限元模型有限
工具技术 2022年9期2022-11-15
- 表面微织构对气体动压轴承承载性能的影响
刻技术的发展，微织构表面对于机械产品性能提升的研究开始受到关注。气体动压轴承承载能力弱， 可以考虑在气体动压轴承表面加工微织构，微织构会影响气膜流动，进而改变气体动压轴承的承载性能，合适的微织构形状和深度有利于提高气体动压轴承的承载性能。气体动压轴承的研究多采用经典的雷诺方程或Navier-Stokes方程计算气体润滑模型，当气膜厚度小于气体分子的平均自由程时，上述方法不再适用[6]，需考虑气体稀薄效应的修正模型；而大部分气体动力学方程均基于宏观连续性假设
轴承 2022年10期2022-10-21
- 微织构刀具超声振动辅助加工切削性能仿真研究*
改善切削性能。微织构刀具可以减小刀具和切屑之间的摩擦因数,改善润滑性能,降低切削温度,减小切削力,延长刀具使用寿命。当前,针对超声椭圆振动和微织构双效应的切削研究仍较少,由此笔者对微织构刀具超声振动辅助加工切削性能进行仿真研究,分析振动频率和振幅条件对微织构刀具切削性能的影响。2 建模2.1 微织构刀具模型AdvantEdge软件可以实现切削、铣削、钻削的二维和三维仿真加工[7],能够导入第三方软件建立的刀具模型进行仿真,输出切削力、切削温度、表面残余应力
机械制造 2022年7期2022-09-30
- 滑动轴承表面椭圆偏置类抛物线微织构研究
圆偏置类抛物线微织构研究于英华1a，杨帅彬1a，曹茂林2，沈佳兴1a,1b，阮文新1a（1.辽宁工程技术大学 a.机械工程学院，b.矿产资源开发利用技术及装备研究院，辽宁 阜新 123000；2.山西航天清华装备有限责任公司，山西 长治 046000）充分发掘微织构对于提高滑动轴承的承载性能和抗摩擦磨损性能的潜力。选取某系列汽车发动机活塞连杆组件中的滑动轴承为原型，采用CFD方法对该轴承的承载性能和摩擦性能进行分析。综合运用正交试验和灰色关联分析理论，通过
表面技术 2022年9期2022-09-27
- 血管支架内表面正六边形微织构对血液流动特性的影响
内表面正六边形微织构对血液流动特性的影响郑凯瑞，杨发展，赵国栋，卞东超，黄珂，林云龙（青岛理工大学 机械与汽车工程学院，山东 青岛 266520）探究具有不同面积占有率的正六边形凹坑微织构血管支架对血液流动特性的影响，探究微织构在抑制支架再狭窄中的作用。在管状血管支架内表面设计具有不同面积占有率的正六边形凹坑微织构，采用Ansys有限元分析方法探究不同面积占有率微织构的存在对其腔内血液流速的影响。带有微织构的支架腔体内血液流速大于无织构的支架腔体内血液流速
表面技术 2022年9期2022-09-27
- 微织构在刀具表面的应用
境友好型的表面微织构刀具。刀具表面微织构是通过不同方法，如激光刻蚀[1]等在工件表面加工出不同尺度、不同形貌[2]的微结构。1 刀具表面微织构的作用机理微织构刀具的减磨机理主要分为两方面。在干切削试验中，刀具表面的微织构可以减小刀具与被切屑物之间的接触面积，从而降低切削力和切削温度。刀具前刀面摩擦力Ff的计算见式（1）：式中，l表示刀具与被切屑物的接触长度，αw表示切削时主切削刃的切削宽度。切削合力F、主切削力Fx、背向力Fy的计算见式（2）～（4）：其中
江苏理工学院学报 2022年4期2022-09-23
- 表面微织构椭圆轴承的热效应分析
究了光滑轴承和微织构轴承的热效应，通过合适的表面微织构几何形状和轴承表面上的正确织构分布形式来改善摩擦扭矩和噪声。Suh 等[10]、Plantegenet 等[11]和Jin 等[12]研究了热边界条件、热不平衡效应以及湍流效应对可倾瓦滑动轴承性能的影响。Wu 等[13]以深浅腔圆锥轴承为研究对象，研究了热效应对轴承性能的影响，结果表明，考虑热效应后，轴承系统稳定性大大降低，最小油膜厚度减小。张同钢等[14]研究了不同温度边界条件下3 种轴瓦材料的水润滑
表面技术 2022年8期2022-08-30
- 机床滑动导轨微织构多目标优化设计*
技术可实现根据微织构表面所需要的使役性能设计和制造出最优形貌特征参数的微织构，以最大限度发挥其对应提升微织构化摩擦副（或表面）的相关性能的作用。此外，该技术还可以克服传统刮研技术劳动强度大、生产率低和效果依赖于操作者水平的弊端。因此将微织构应用于机床滑动导轨副必将有效提升机床整机的多项性能。目前，微织构导轨方面的研究逐渐成为国内外学者的研究热点，Kovalchenko等[2]通过试验方法研究了按一定规律分布排列的圆形凹坑微织构对钢制导轨储油能力和摩擦磨损性
航空制造技术 2022年6期2022-07-15
- 车削钛合金断屑槽微织构参数优化
6]。在断屑槽微织构研究方面，Noritaka Kawasegi等[7]研究发现，微织构能改善前刀面的磨损状况，从而减小切削力。李凌祥等[8]研究发现，在刀尖位置处设计小型凸包结构可缩短断屑槽宽，使切屑更容易折断。龙新延等[9]通过仿真研究发现，切屑经过凸台时，切屑横截面呈明显拱形，切屑的有效厚度明显大于切屑厚度，从而使切屑刚度增大，碰到阻碍时容易折断。综上可知，微织构槽型对断屑起到了积极作用，通过合理选择微织构参数，可以对切削过程产生显著影响，从而优化断
工具技术 2022年5期2022-07-13
- 沟槽微织构硬质合金刀具的摩擦仿真分析
多种切削工艺对微织构与无微织构刀具进行比较，证实制备微织构可以降低刀具的摩擦磨损，获得更浅的磨损深度[5-7]。微织构的几何参数对提升刀具的切削性能至关重要，因此，本文针对微沟槽微织构的几何参数，利用ABAQUS有限元软件模拟了钛合金和微织构化硬质合金刀具的摩擦磨损过程，通过改变微织构的宽度、深度和间距，探究了几何参数对等效应力值以及应力分布的影响。2 ABAQUS软件三维摩擦仿真建模在刀具的切削过程中存在滑动摩擦，由摩擦载荷及摩擦温度的升高而产生的应力会
工具技术 2022年2期2022-04-19
- 微织构刀具切削性能及减摩效果的仿真分析
梁桂强，袁厚才微织构刀具切削性能及减摩效果的仿真分析刘伟1，刘顺1，梁桂强2，袁厚才1（1.湖南科技大学 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201；2.湖南领航科创教育科技有限公司，湖南 湘潭 411100）研究3种不同类型微织构在钛合金（TC4）切削过程中对刀具切削性能的影响。基于有限元分析软件，在硬质合金刀具的前刀面上设计半圆凹型微织构、半圆凸型微织构以及梯形槽微织构3种不同类型的微织构，通过改变微织构直径或宽度、微织构间距和微
表面技术 2022年2期2022-03-03
- 月球车光伏玻璃表面微织构对月尘沉积量的影响
结构也称为表面微织构。也有学者研究了表面微织构如何在干燥环境下降低灰尘沉积。PAN 等[20]使用化学涂层法在光伏玻璃表面制备出3 种具有表面微织构的薄膜，可以减少灰尘在光伏玻璃表面的沉积。WANG 等[21]在光伏玻璃表面制备出具有表面微织构的硅基超疏水薄膜和氟基超疏水薄膜，发现超疏水薄膜可以减少灰尘在光伏玻璃表面的沉积，提高发电效率。FATHI 等[22]在光伏玻璃表面制备出具有表面微结构的纳米涂层，试验后发现，纳米涂层可以减少灰尘的沉积并提高发电效率
表面技术 2021年10期2021-11-08
- 人工髋关节球形凹坑微织构表面摩擦学性能研究*
比，不同参数的微织构均起到了一定程度的减摩作用。汪家道等[9]利用激光刻蚀在试样表面加工不同深度的微织构，通过对比其表面油膜压力发现，选择合适的微织构参数可以提高试样表面的油膜压力。 目前研究已经证明了可以通过加工微织构来改善人工髋关节的摩擦磨损性能。毛璐璐等[10]为改善钛合金人工髋关节假体的耐磨性，通过实验研究发现，加工合适的微织构参数可以有效降低钛合金的摩擦因数。奚铎闻等[11]利用数值方法研究球面纹理对人工髋关节润湿性能的影响，结果表明相对于光滑表
润滑与密封 2021年10期2021-11-04
- 高压静密封表面微织构设计及其密封性能的有限元分析
了4 种不同的微织构，并通过仿真软件，分析微织构对导轨副接触面接触应力的影响。研究表明，所有的微织构都可以改善导轨副接触面的接触应力，在稳定磨损阶段，所有的微织构都有一定的减摩能力，此外，不同的微织构具有不同的存储和供应润滑油、产生额外流体动压效应和改善接触面接触应力的能力。大量研究结果表明，表面织构应用于具有相对运动的非接触式机械密封结构件表面，能够有效提高其动压承载能力，增强密封性能。而表面织构在静态密封方面的应用研究尚缺乏，其作用机理与密封效应亟待研
表面技术 2021年8期2021-09-22
- 局部近似平面V型沟槽减阻特性数值模拟研究*
流边界层角度对微织构进行了研究，并在机翼表面覆膜，降低了7%的阻力。Martin 等[4]对间断的纵向肋条进行研究，发现纵向肋条能有利于阻隔涡的横向发展，减小了剪切应力的产生，从而减小了阻力。Choi[5]在边界层减阻机理的探索过程中发现，沟槽表面可以减少近壁区边界层的速度脉动，在风洞试验中表明，在20～100Hz 的范围内，沟槽结构可以显著减小壁面脉动压力。Bixler 等[6]将微织构布置在封闭管道中，分别以流体流速、流体黏度和微织构的几何形状为变量进
航空制造技术 2021年15期2021-08-20
- 基于田口法的微织构PCBN刀具织构参数优化
义基于田口法的微织构PCBN刀具织构参数优化凡林，邓子龙，高兴军，魏正义（辽宁石油化工大学 机械工程学院，辽宁抚顺 113001）利用有限元分析软件ABAQUS研究微织构PCBN刀具车削Cr12MoV的过程，采用田口法进行正交试验设计，通过信噪比分析方法研究刀-屑实际接触面积、切削力和切削温度随织构参数的变化规律，并获得织构参数的最优组合。结果表明，刀-屑实际接触面积分别随织构槽宽和织构刃边距的增大而减小，织构槽宽和织构刃边距对刀具的切削性能影响最显著；与
辽宁石油化工大学学报 2021年4期2021-08-16
- 微织构刀具研究现状及展望
出了较高要求。微织构刀具的出现可以在不改变刀具原有材料的基础上，通过合理构造具有一定几何形貌的前刀面达到改善刀具切削性能的目的，提高了刀具的使用寿命。目前对于微织构刀具的研究主要集中在以下几个方面。1 微织构刀具减磨机理通过长期观察和实践发现，并不是越光滑的表面越耐磨，恰恰相反，往往具有一定微突起、微凹坑等微观结构的表面更耐磨，减阻性能更好[1-2]。在切削塑性金属材料时，切削力和切削热来源于被切金属的弹塑性变形和前后刀面处的摩擦，尤其以前刀面处的挤压摩擦
机械工程师 2021年7期2021-07-15
- 压铸铝合金用铣刀表面微织构及切削特性研究
摩性能，而具有微织构的摩擦副表面同时具有良好的减摩和耐磨性能.学者们通过观察长期生活在高磨损自然环境中的生物，如蜣螂、沙漠蜥蜴、潮间带贝类、穿山甲等，发现其表面存在有一定几何形状规律的微型结构，如鳞片形、凸包形、凹坑形、条形、网格形等[3].孙志宏等[4]在高速纺杯表面布置非光滑沟槽以获得减黏降阻的特性.王春举等[5]指出表面微织构具有降低摩擦阻力且不需要再增加重量的优点.因此，可以通过在刀具表面增加微织构的方法，减小切削过程中的切削力，减缓刀具磨损，提高
上海交通大学学报 2021年6期2021-06-29
- 微织构刀具超声铣削航空铝合金的研究
力、粗糙度以及微织构的变化而变化。通常在加工过程中直接改善工件表面质量，来提高生产效率。目前，国内外学者提出了许多改善工件表面质量的方法，包括微织构刀具加工[2]、预应力加工[3]、插铣加工[4-5]、高速加工[6-7]、超声加工[8]以及复合加工[9]等加工工艺。Olleak[10]以三维有限元仿真技术为基础，研究了无织构、平行沟槽、垂直沟槽、对角沟槽、微坑、斜坑等六种形式对切削力、温度、应力分布及刀具磨损的影响规律，结果表明，微织构刀具在降低切削力和切
表面技术 2021年5期2021-06-05
- 激光微织构设备的研究和开发*
3000)激光微织构是近年来兴起的一种激光微加工技术，其利用高能量的激光脉冲束，在工件工作表面加工出符合摩擦学特性的微米级表面织构，如凹坑、沟槽和纹路等，以达到减轻磨损和延长使用寿命的目的。人们对激光微织构技术的研究主要集中在数值模拟、工艺试验和工程实际应用等方面，尤其在滑动轴承、机床刀具、发动机缸套和机械密封环表面处理等领域是当前的研究热点[1-4]。华希俊等[5]对柴油发动机缸套进行了激光微织构，并通过台架试验得出柴油发动机燃油消耗和机油消耗均有显著降
制造技术与机床 2021年4期2021-05-07
- 表面微织构对关节轴承耐摩性能的影响*
加工精度、表面微织构与润滑条件.为了提高关节轴承等核心零部件的耐磨性，陆续出现了电火花表面强化[2]、离子注入技术[3]、超声表面滚压技术[4]等表面强化技术.摩擦学和仿生学的相关研究和实践已表明摩擦副表面并非越光滑就越耐磨；在摩擦副表面加工出具有一定形貌的微织构能够起到捕获磨损颗粒形成微储油槽以储存润滑介质、有效降低磨粒磨损及减少犁沟、产生动压润滑效应进而提高承载能力、降低表面磨损的作用[5-8].相关参数只有在一定范围内，微织构才能更好地起到减少摩擦的
沈阳工业大学学报 2021年2期2021-03-30
- 具有沟槽微织构的超硬材料 刀具切削仿真与实验研究
究也逐渐成熟。微织构与水射流现象相结合的方式，已成为解决车削过程中瞬时高温过高的良好途径，且是延长超硬材料刀具寿命的有效方法。邵世超[4]通过切削实验发现，沟槽微织构的最佳切削性能表现在垂直于切屑流方向。邓大松[5]通过钻削仿真及实验得出，微织构的置入可减缓麻花钻的磨损，合理的织构间距可以提升钻削性能。戚宝运[6]在对钛合金进行切削实验时，发现沟槽微织构的置入可以改善加工过程中刀具的磨损，且在低温润滑下，其减摩效果更好。李一楠等[7]采用增材制造的方法制备
表面技术 2021年2期2021-03-19
- 沟槽形微织构刀具切削性能仿真研究
明，合理的表面微织构形貌和尺寸可实现良好的减摩抗磨性[1-2]。因此在刀具表面摩擦磨损严重区域制备合理的微织构，可提高刀具切削性能和抗热磨损性能。近年来，微织构刀具开始受到国内外学者的重视。戚宝运等[3]进行了钛合金切削试验，分析了在微量润滑和无润滑剂2种不同润滑条件下微织构刀具的摩擦磨损性能。Lei等[4]开展了微织构自润滑刀具切削1045钢试验，利用Algor软件分析了微坑尺寸对刀具性能的影响，并进行了微织构刀具和无织构刀具切削性能的对比研究。Kiyo
机械与电子 2020年11期2020-12-02
- 微织构刀具切削钛合金的研究进展
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。0 引言钛及其合金具有高比强度、耐腐蚀、抗蠕变、耐高温等优良性能，在航空发动机零部件中得到了广泛的应用［1-2］。但钛合金热导率低、切削温度高，导致刀具快速磨损，最终影响刀具寿命，因此钛合金的切削加工成为一项挑战［3-4］。使用切削液是减少刀具磨损的方法
宇航材料工艺 2020年4期2020-09-27
- 微织构摩擦副对微颗粒的输送特性研究
着重要的影响。微织构是指在摩擦副表面加工出规则分布的凸峰和凹谷形貌。表面微织构因其独特的纹理结构减小了摩擦副表面间的实际接触面积，使其具有存储润滑剂及磨粒,减小磨粒磨损、降低摩擦的重要功能[1-4]。煤矿井下微颗粒不仅影响采煤运煤机械性能，而且会损害设备安全。研究微织构阵列摩擦副对颗粒的自清理输送特性有利于提高设备的安全性能和使用寿命，但运动参数(频率、振幅)和颗粒大小对颗粒清理输送能力影响规律不明确[5-8]，使得煤矿水液压元件上微织构的应用仍处于试验阶
安徽理工大学学报（自然科学版） 2020年3期2020-08-26
- 条形槽微织构对PCBN刀具切削性能的影响
刀具表面制备的微织构形式有蜂窝状[1]、凹坑[1-2]、凸点[2]、同心圆[3]、条形槽[1-3]、圆弧[4]等。大量的研究表明:设计合理的刀具表面微织构能够降低其切削力和切削温度、延缓刀具磨损[5-9]。于占江等[10]认为刀具表面的微织构在切削加工过程中具有良好的性能，体现在改善刀具磨损、切屑形态和已加工表面质量3个方面。刘泽宇等[11]通过试验表明：与无织构刀具相比，微织构能够改善刀具表面的摩擦情况，使摩擦系数减小，刀具更加耐磨。冯秀亭等[12-13
金刚石与磨料磨具工程 2020年3期2020-07-03
- 微织构对阶梯钻磨损的影响研究
削试验，研究了微织构对刀具磨损的影响。结果表明，微织构可以提高阶梯钻的耐磨性能。关键词：M35高速钢;微织构;磨损中图分类号：TG711文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）05-0140-02Abstract： In this paper， a drilling test was performed on the M35 high-speed steel step drill and the effect of microtexture
河南科技 2020年5期2020-05-03
- 基于微磨削方法的微织构刀具制备与切削性能研究
磨损区域制备出微织构，来延缓刀具磨损，提高刀具的切削性能。刀具表面微织构的制备方法主要有激光加工、电火花加工、离子束加工和磨削加工等[6-9]。对于激光加工法和离子束加工法，其加工效率高，但设备昂贵，加工表面质量差。电火花加工法无法用于不导电材料加工，且加工效率低。微织构的磨削加工是利用砂轮在刀具表面磨制出微织构，在保证微织构加工质量方面具有一定优势。表面微织构对刀具切削性能有很大影响，国内外许多学者通过实验和仿真的方法进行了相关研究和实践。Rathod等
表面技术 2020年2期2020-03-04
- 微织构超声振动铣削系统的研究∗
在工件表面形成微织构，极大提高加工效率，具有广泛的应用前景。在超声辅助加工方面，Gao等[5]通过对7075航空铝合金零件进行铣削试验，发现工件表面形成单刀最大残余压应力可以达到-36.84 MPa。Guo等[6]通过刀尖的超声椭圆振动在6061 铝合金表面形成了比较规整的表面微织构形貌。之后，曹腾[7]对超声椭圆振动的加工特点进行研究并对工件表面的织构进行设计，通过摩擦试验发现其摩擦系数较普车试件降低35.4%～44.4%。姜兴刚等[8]利用双弯曲椭圆振
应用声学 2020年6期2020-03-03
- 不同织构形式硬质合金表面与木材径切面的摩擦性能
）合理的微坑型微织构已被证明具有改善木材与硬质合金表面间的摩擦特性［1］，降低表面摩擦系数的作用。根据以往针对微织构的研究可知，影响微织构摩擦特性的因素主要包括织构形式、织构参数以及载荷等作用条件［2-5］。前期研究主要是针对微织构在不同含水率情况下的减摩作用，主要考虑微凹坑织构直径、木材含水率以及作用载荷的影响［6-7］。但除微凹坑型织构以外，目前还存在微凹槽型织构和微网格型织构等织构形式［8］。木材作为一种黏弹性材料，在外力作用下会产生一定的弹性形变，
林业工程学报 2020年1期2020-02-22
- 刀具表面微织构的研究现状与进展
优点。刀具表面微织构是指利用生物仿生学原理，在摩擦表面加工出一定尺寸、形状的微米级结构[1]，从而提升刀具的切削性能以及摩擦学性能。在刀具发生摩擦的区域加工出一些微坑或微沟槽阵列结构，更有利于润滑介质的渗入、成膜，有助于提高润滑效果，起到减摩的作用；从而抑制工件材料粘刀现象，减缓刀具磨损，延长刀具耐用度。近年来，对刀具表面织构的研究越来越多，人们对刀具表面织构的认识越来越深刻。表面微织构具有减少刀-屑接触长度、存储润滑剂和捕捉磨屑等作用[2]，已经成功应用
山东理工大学学报（自然科学版） 2019年5期2019-08-29
- 微纳材料填充的气缸套微织构表面抗拉缸性能实验研究
阶段，比如表面微织构以及对微织构的二次处理等。刘一静等[3]利用微细电解加工技术，在活塞试样的裙部加工出几种不同直径和深度的凹坑表面织构，通过模拟实验得出表面织构能够改善活塞裙部摩擦性能的结论。 SEDLACEK等[4]通过对微织构的形状和微织构与表面TiA1N沉积层加工程序的研究发现，表面层沉积后再进行表面微织构，在0.2 m/s工况下比先进行微织构再进行表面沉积的摩擦因数要低50%；另外，菱形微织构比圆锥形和凹面形微织构的摩擦学性能要好17%～30%。
润滑与密封 2019年5期2019-05-30
- 球头铣刀最优微织构参数确定方法
要：为了研究微织构对球头铣刀切削加工性能的影响规律，完成微织构参数的优化，依据粘结摩擦理论研究了微织构刀具的减磨抗磨机理，采用实验验证的方法，验证了微织构刀具具有减磨抗磨特性。采用DEFORM-3D有限元软件进行了不同织构参数刀具的铣削仿真，得出了刀具微织构参数的合理范围。根据仿真得到的参数范围，设计正交试验优化出球头铣刀最优织构参数组合为D=50μm、H=25μm、L1=130μm、L2=110μm。关键词：微织构;球头铣刀;刀具磨损;正交试验法DOI
哈尔滨理工大学学报 2019年5期2019-01-14
- 激光微织构技术在关节轴承表面处理中的应用*
技术和表面激光微织构技术等。文献［1］采用二硫化钼与石墨作为固体润滑剂，采用无机磷酸盐作为胶粘剂，在关节轴承内圈工作表面上进行了粘结固体润滑涂层的表面改性处理，使关节轴承的摩擦学性能得到了明显改善。文献［2］开展了镀银膜轴承在多种润滑状态下的摩擦性能研究，得出在中低转速下，镀银膜轴承在液体润滑剂复合润滑下的磨损性能远优于干摩擦时磨损性能的结论。文献［3］使用激光打标机在向心关节轴承的内圈工作表面进行了激光微织构，并将二硫化钼锂基润滑脂作为润滑剂，在疲劳磨损
机械制造 2018年7期2018-10-10
- 涂层硬质合金刀片微槽微织构复合设计*
计了不同形状的微织构，发现所设计的微织构能够有效改善刀屑接触面间的摩擦状态，减小切削力，从而减少切削热的产生[1-5]。Jianfeng Ma等通过在刀具前刀面置入微凸块、微孔织构，研究发现：微凸起和微孔织构能够有效降低切削力，从而减小加工过程中切削能的消耗，并有效减小刀屑接触长度[6-7]。 Anis Fatina 等通过在刀具前-后刀面置入微沟槽，正交切削AISI4140，研究发现：织构刀具相对于无织构刀具而言具有更好的切削性能，织构刀具能够有效降低切
组合机床与自动化加工技术 2018年8期2018-08-29
- 微织构刀具研究现状*
刀具被人们称为微织构刀具。所谓表面织构，是指通过电沉积、电火花、激光加工、光刻加工等方法在表面加工出不同几何参数和分布特征的微凹坑、微沟槽等阵列结构[1](如图1)。这种加工在刀具前刀面刀-屑摩擦界面的非光滑结构对金属切削加工产生许多积极作用。微织构刀具目前还处在研究阶段，但其已经展现出许多优秀的特性；诸如良好的减磨性能，刀面的抗粘结性和抗磨损性，加工时可减小切削力，显著降低切削温度等等。国内外的相关研究不在少数，美欧日等发达国家和地区相继开展了研究，国内
制造技术与机床 2018年7期2018-08-13
- 基于UG二次开发的微织构刀具参数化设计
)0 引言表面微织构技术是在摩擦副表面加工出具有一定尺寸和规则的几何形貌(如微槽、微孔等)，相对于光滑表面而言，合理的微织构表面能够实现良好的减摩、降摩以及抗粘结效果[1]。微织构刀具能够减少刀具与工件切屑之间的摩擦，提高刀具的切削性能，减少刀具磨损，改善抗粘附特性等[2-3]。要想实现对不同形貌和尺寸的系列化微织构刀具的研究，首先要对不同形貌及尺寸的微织构刀具进行建模。对微织构刀具的参数化设计，可以将建模工作变得简单[4-6]。本文针对微织构车刀进行了参
机械制造与自动化 2018年3期2018-07-04
- 表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究*
5006)表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究*邓大松，郭旭红，沈翔宇,陆历历,郭大林(苏州大学 机电工程学院，江苏 苏州 215006)现代摩擦学认为合理的微织构表面具有更好的抗磨减摩性能。针对麻花钻在钻削过程中磨损严重问题，提出在高速钢麻花钻的前刀面加工出不同尺寸参数的沟槽型表面微织构，并进行干钻削45钢试验，分析微织构宽度和间距对表面微织构麻花钻钻削性能的影响。结果表明：表面微织构的存在能够有效地降低钻削力，增大钻屑卷曲，同时也能捕捉和容纳细小
组合机床与自动化加工技术 2017年12期2017-12-22
- 微织构球头铣刀铣削钛合金表面粗糙度预测
要：为了研究微织构球头铣刀铣削钛合金加工表面的表面粗糙度，采用正交试验法，进行了微织构球头铣刀铣削钛合金的试验，得出了微坑织构参数与表面粗糙度之间的变化规律并分析了影响机理。利用极差分析法确定了各因素对表面粗糙度影响的主次顺序。通过回归分析原理，建立了表面粗糙度预测模型。统计检验结果表明，所建立的表面粗糙度预测模型是显著的。并对表面粗糙度的预测值与试验观测值进行了对比，证实了模型的可靠性。关键词：微织构；正交试验法；表面粗糙度；预测模型DOI：10.15
哈尔滨理工大学学报 2017年3期2017-08-30
- 多目标决策的微织构球头铣刀切削性能评价
削过程中，表面微织构具有抗磨减磨作用，为了进一步研究微织构球头铣刀的切削性能，依据多目标决策理论，利用指数标度的层次分析法建立了球头铣刀切削性能评价体系，结合模糊综合评价法及钛合金铣削实验，对球头铣刀的切削性能进行分析，并给出了球头铣刀的综合评价值.研究结果表明：微织构球头铣刀与无织构球头铣刀相比，不仅减小了切削力、切削热而且提高了工件表面质量，其切削性能综合评价值为0.578高于无织构球头铣刀的0.422，由此表面微织构对球头铣刀切削性能改善效果显著.关
哈尔滨理工大学学报 2016年6期2017-02-21
- 多目标决策的微织构球头铣刀切削性能评价
削过程中，表面微织构具有抗磨减磨作用，为了进一步研究微织构球头铣刀的切削性能，依据多目标决策理论，利用指数标度的层次分析法建立了球头铣刀切削性能评价体系，结合模糊综合评价法及钛合金铣削实验，对球头铣刀的切削性能进行分析，并给出了球头铣刀的综合评价值.研究结果表明：微织构球头铣刀与无织构球头铣刀相比，不仅减小了切削力、切削热而且提高了工件表面质量，其切削性能综合评价值为0.578高于无织构球头铣刀的0.422，由此表面微织构对球头铣刀切削性能改善效果显著.关
哈尔滨理工大学学报 2016年6期2017-02-21
- 液压缸活塞微织构化表面动压润滑性能理论研究
1)液压缸活塞微织构化表面动压润滑性能理论研究张 颖，余 广，曾良才，毛 阳，湛从昌，卢 艳(武汉科技大学机械自动化学院，湖北 武汉，430081)为研究液压缸活塞微织构化表面的动压润滑性能，在液压缸活塞表面加工开口形状为圆形、椭圆形、正方形、正六边形的微织构，利用雷诺方程对活塞表面与液压缸缸筒内圆之间的流场进行数学建模，并采用MATLAB软件进行仿真计算，研究微织构开口形状、活塞运动速度及微织构深径比对活塞表面动压润滑性能的影响。结果表明，在活塞表面加工
武汉科技大学学报 2017年1期2017-01-19
- 仿生摩擦学刀具织构设计*
学原理设计刀具微织构，建立刀具切削模型，以42CrMo、GH4169、TC4、45钢和7050铝合金材料加工为例，使用切削软件Third Wave AdvantEdge研究了不同的织构形式对切削温度和切削力的影响，发现沿流屑方向的微织构模型最有利于降低切削力和刀具温度，为高效加工难加工材料提供了新的思路。仿生摩擦学；流屑方向；微织构；切削力；刀具温度0 引言随着高效加工技术给各大行业带来的巨大经济效益，它已成为机械制造技术的重要发展方向，但对高强度钢等难加
组合机床与自动化加工技术 2016年4期2016-10-29
- 基于DEFORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析
ORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析徐明刚，张振，马小林，黄文勇(北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144)摘要：现代摩擦学和仿生学证实，具有一定非光滑形态的高性能的表面织构有更好的抗磨减摩性能。通过Solidworks对仿生织构PCD刀具进行了三维建模，利用DEFORM-3D有限元分析软件，对无微织构和有微织构(凹坑、沟槽)PCD刀具在相同条件下进行了三维切削仿真，结合其切削力、切削温度进行切削性能分析。结果表明，一定尺寸的凹坑、沟槽微织
组合机床与自动化加工技术 2016年3期2016-04-15
- Finite element simulation of different surface micro-pits textures cutting tool strength based on ANSYS/Workbench
bench不同微织构刀具强度有限元分析马小林，徐明刚*，张 振 北方工业大学机电工程学院，北京 100144仿生摩擦学研究表明在刀具表面置入微织构纹理可以改善外圆车刀在切削时的摩擦状况，但是置入的微织构纹理会对刀具的结构强度产生一定的影响。针对微坑织构、凸包织构和条纹织构纹理进行了刀具的建模并利用ANSYS/Workbench对不同微织构纹理刀具进行有限元分析。结果表明：在微织构的深度、间距尺寸一致的情况下，微坑织构纹理对刀具的应力影响程度较大，条纹织构纹
机床与液压 2015年12期2015-12-19
- 微织构自润滑刀具干切削0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的切削性能
相关研究。表面微织构技术是在摩擦副表面加工出具有一定尺寸、规则的几何形貌（如微槽、微孔等）［8］，相对于光滑表面而言，合理的微织构表面能够实现良好的减摩、降磨以及抗粘结效果［9-10］。微织构刀具能够减少刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，提高刀具的切削性能，特别是在加工难切削、易粘刀材料时具有独特的优势。日本学者Enomoto［11］等利用飞秒激光在WC-Co硬质合金铣刀的前刀面上加工出了微槽型纳微织构，并在织构表面涂覆DLC（类金刚石）涂层，然后使用这种
机械工程材料 2015年3期2015-12-09
- 表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究
术的发展，表面微织构已被证明在减小摩擦副的摩擦系数、抗磨减磨、抗黏附和提高表面耐磨性能和承载能力等方面起到了积极的作用。通过各种表面工程技术手段如微细电火花、光刻技术、微细电解技术、微细切削技术以及激光表面微造型技术等，在刀具表面制备出一些特定合理的结构参数与布局的深孔、沟槽或凸点等微几何形状。用来降低刀具切削过程中的切削力、切削热，降低刀具磨损，进而提高刀具寿命［2-6］。本文在微型成型车刀的前刀面上进行微沟槽织构设计，利用微细电火花加工技术在微型车刀表
长春理工大学学报（自然科学版） 2015年3期2015-12-07
- 刀具微织构形貌对骨切削温度的预报模型研究
面形貌 (表面微织构)往往比光滑表面具有更小的摩擦阻力。表面微织构是在摩擦表面加工某种特殊纹理形成织构，从而提高接触表面的承载能力，同时减少摩擦提高表面性能的一种表面处理方法［2］。山东大学的邓建新等人采用激光方法在车刀前刀面加工了微织构，进行45钢干切削，发现微织构刀具相对于普通刀具降低了切削力与温度，起到了减摩的效果［3］;经过有限元仿真研究，微织构的形貌、宽度、深度、间距的布局对切削过程中的温度均产生不同程度的影响［1，3－4］。Hillery 和
机床与液压 2015年23期2015-02-24