刀屑界面持续润滑刀具的研究.doc

刀屑界面持续润滑刀具的研究本文提出了刀屑界面持续润滑刀具润滑理念,并制备出刀屑界面持续润滑刀具系统。通过切削实验研究了刀屑界面持续润滑刀具切削性能,分析了该刀具的减摩机理。通过显微镜观测计算前刀面磨损区面积与有限元软件仿真前刀面高温区域确定了刀屑界面持续润滑刀具前刀面减摩区域,设计了刀屑界面持续润滑刀具前刀面切削液通道及织构形式,经有限元软件仿真计算当切削液通道位置位于摩擦区中心,直径为200μm,等间距沟槽型织构宽度为300μm间距200μm深度200μm,圆环形织构边距100μm间距200μm三条织构时结构较优,采用在刀具等间距织构中添加宽度为100μm非等间距织构可使刀具切削性能提高。对刀屑界面持续润滑刀具系统进行了设计,为实现系统的功能对系统中各元件进行了基本的选型。对切削加工中所使用的切削液进行了选择,对特制刀杆密封提出了两种密封方法,通过实验效果,选择采用O型圈进行密封效果较好。对刀屑界面持续润滑刀具进行了制备,通过实验,当加工时间为14min,采用多电极加工时加工出来的存油孔质量较好。对YG8硬质合金刀具进行切削实验,分别采用刀屑界面持续润滑刀具系统(TG-W)与干切削(T-D)传统浇注切削液(T-W)三种方法,通过实验数据分析,在切削铸铁时,TG-W方法下刀具较T-D方法下刀具三向切削力最高下降17.1%前刀面平均摩擦系数下降3.8%,刀屑接触长度减小6.5%,较T-W方法下刀具三向切削力最大下降7%,前刀面平均摩擦系数下降1.2%,刀屑接触长度下降2.7%。在切削45#钢时,TG-W方法下刀具较T-D方法下刀具三向切削力最高下降16%前刀面平均摩擦系数下降6.2%,刀屑接触长度减小5.6%,较T-W方法下刀具三向切削力最高下降5%,前刀面平均摩擦系数下降2.9%,刀屑接触长度下降2.7%。揭示了刀屑界面持续刀具的减摩原理,在切削过程中,刀屑界面持续润滑刀具可使切削液持续进入摩擦区进行润滑,在摩擦区形成了一层润滑膜,将部分粘结区转化为滑动区,滑动区部分实现流体润滑,减小了刀屑接触长度,降低了前刀面磨损面积。