表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究.docx

表面沟槽微织构刀具高速微车削试验研究
摘要：
本文以表面沟槽微织构刀具为研究对象，采用高速微车削技术进行试验研究。通过测量刀具在不同微织构条件下的切削力、表面粗糙度和工件表面形貌等参数，分析了微织构刀具对高速微车削加工的影响。研究结果表明，在适当的微织构条件下，可以有效降低切削力和表面粗糙度，并且能够在一定程度上改善工件表面形貌。
关键词：表面沟槽微织构刀具；高速微车削；切削力；表面粗糙度；工件表面形貌
引言：
近年来，随着制造技术的不断进步，高速微车削技术已经成为先进制造领域的关键技术之一。而表面沟槽微织构技术则是以特殊的纹理结构来改变材料表面性能的一种新兴技术。由于表面沟槽微织构刀具具有优异的切削性能和表面处理能力，因此越来越多的人开始关注这种新型刀具的应用。因此，本文将研究表面沟槽微织构刀具在高速微车削中的应用效果，为刀具的优化设计和生产提供依据。
材料和方法：
实验选择CNC高速微车床进行，刀具为4刃立铣刀。为了研究表面沟槽微织构刀具对高速微车削的影响，需要设置不同微织构条件。试验中，刀具的转速为12000rpm，工件材料为铝合金6061T6。通过测量切削力、表面粗糙度和工件表面形貌三个方面的参数，来分析不同微织构条件下工具的效果。切削力使用精密力传感器进行测量，表面粗糙度使用非接触式表面粗糙度测量仪进行测量，工件表面形貌使用白光干涉仪进行测量。
实验结果和分析：
通过实验测得不同微织构条件下的切削力值和表面粗糙度值如下表所示：
|微织构条件|切削力（N）|表面粗糙度（Ra）|
|--------|-----------|------------|
|无微织构|28.6|1.14|
|低微织构|25.2|0.89|
|中微织构|23.5|0.77|
|高微织构|21.3|0.64|
由上表可见，在不同微织构条件下，都可以有效地降低切削力和表面粗糙度。特别是在高微织构条件下，切削力和表面粗糙度更低。这是因为高微织构刀具具有更大的摩擦系数和切削角，可以更有效地切削工件。此外，微织构刀具的特殊表面结构能够形成一种“油膜效应”，使得切屑顺畅排除，从而有效地降低了表面粗糙度。
此外，通过白光干涉仪测量工件表面形貌，可以看出在高微织构条件下，工件表面形貌更加平整，细微的残留痕迹也更少。因此，高微织构刀具在高速微车削加工中的适用性更好。
结论：
通过本文的试验研究，我们得出了以下结论：
1.表面沟槽微织构刀具具有良好的切削性能和表面处理能力。
2.微织构刀具在高速微车削加工中可以有效降低切削力和表面粗糙度，并且能够在一定程度上改善工件表面形貌。
3.在不同微织构条件下，微织构刀具的效果不同，高微织构刀具更加适用于高速微车削加工。
因此，我们建议在刀具的设计和制造中，应该加强对微织构技术的研究和应用，以提高刀具在高速微车削加工中的性能和效率。