微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近年來(lái)綠色制造技術(shù)成為制造業(yè)的研究熱點(diǎn)，本文利用表面織構(gòu)良好的減磨性，將微織構(gòu)引入切削刀具表面，提出了微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)刀具的自潤(rùn)滑以降低摩擦、減小磨損，克服切削液造成的環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。
　　 設(shè)計(jì)了五種微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具(即W-TY、W-PX、W-XW1、W-XW2和W-WG)。結(jié)合有限元方法在仿真刀具受力和切削過(guò)程的基礎(chǔ)上，分析了影響刀具應(yīng)力的微織構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，得出了兩種最佳的

2、微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具結(jié)構(gòu)。通過(guò)有限元法計(jì)算了不同形狀微織構(gòu)對(duì)自潤(rùn)滑刀具受力的影響，得出了橢圓形微織構(gòu)（W-TY）和平行于切削刃條紋狀微織構(gòu)(W-PX)使刀具的應(yīng)力集中最小。W-TY刀具最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)為:橢圓圈數(shù)兩圈，織構(gòu)邊緣距主副切削刃的距離L1=L2=0.15mm，槽深H=0.1mm，槽寬B=0.08mm;W-PX刀具最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)為:條紋數(shù)三條，條紋間距d=0.15mm，織構(gòu)邊緣距主副切削刃的距離L1=L2=0.15mm，槽深H=0.1mm

3、，槽寬B=0.08mm。有限元法計(jì)算結(jié)果得到W-TY和W-PX刀具刀尖圓弧中點(diǎn)Mises應(yīng)力較普通車(chē)刀減小了60％左右。
　　 通過(guò)有限元法對(duì)微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具切削過(guò)程仿真，由仿真結(jié)果得到，微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具有減小切削力的作用，其中W-TY刀具使平均切削力約降低了10％，W-PX刀具使平均切削力約降低了5％。微織構(gòu)自潤(rùn)滑刀具改變了刀具溫度的分布形式，使溫度最高值的位置由普通車(chē)刀的刀尖處向內(nèi)移動(dòng)到微織構(gòu)的邊緣，降低了刀具切削刃上的溫度