通过查阅文献,分别对微织构位置、间距和宽度变量进行设计,为下一步仿真模拟做准备,具体微织构形貌设计如图2-6~2-8所示。
图2-6 不同微织构位置分布变化示意图
图2-7 不同微织构宽度(直径)变化示意图
图2-8 不同微织构间距变化示意图
2.2.4.1 微织构位置分布
微织构的位置对刀具性能的影响较大,微织构距离刀具切削刃较近,可能会导致刀具强度下降;微织构距离切削刃较远,微织构起到的润滑作用可能会下降。本试验以0.1mm为增长幅度,从最近位置(距切削刃0.1mm)逐渐增大,因此微织构与切削刃的距离分别为0.1mm、0.2mm及0.3mm,图2-6为不同微织构位置分布图。从图中可以看出,横向微沟槽(微沟槽方向垂直于切屑流向)和纵向微沟槽(微织构方向平行于切屑流向)的沟槽尺寸为:沟槽宽0.1mm、沟槽间距0.1mm、沟槽深度0.1mm。圆坑微织构的圆坑尺寸为:圆坑直径为0.1mm、圆坑间距0.1mm、圆坑深度0.1mm。这三种类型的织构的变量为切削刃到织构的距离。(www.daowen.com)
2.2.4.2 微织构宽度(直径)
微织构宽度(直径)是微织构自润滑作用的决定性因素,织构过窄导致微织构减磨作用不大,微织构过宽可能会带来二次切削等问题。因此为了探究最佳微织构宽度(直径),以0.05mm为增长幅度,从0.1mm逐渐增大,微织构的宽度(直径)分别为0.1mm、0.15mm及0.2mm,图2-7为不同微织构宽度(直径)变化示意图。图中横向微织构(微织构方向垂直于切屑流向)和纵向微织构(微织构方向平行于切屑流向)的织构尺寸为:沟槽间距0.1mm、沟槽深度0.1mm,沟槽距切削刃的距离设置为0.2mm,圆坑微织构其织构尺寸为:圆坑间距0.1mm、圆坑深度0.1mm,圆坑距切削刃的距离设置为0.2mm,这三种类型的织构其变量为织构的宽度(直径)。
2.2.4.3 微织构间距
微织构间距同样对微织构自润滑作用有重要影响,织构间距过小,前刀面微织构的结构强度就越低,织构间距过大,承担减磨作用的织构就会减少,减磨效果降低。因此为了探究最佳微织构间距,以0.05mm为增长幅度,从0.1mm逐渐增大,微织构的间距分别为0.1mm、0.15mm及0.2mm,图2-8为不同微织构间距变化示意图。图中横向微织构(微织构方向垂直于切屑流向)和纵向微织构(微织构方向平行于切屑流向)的织构尺寸为:沟槽宽0.1mm,沟槽深度0.1mm,沟槽距切削刃的距离设置为0.2mm,圆坑微织构其织构尺寸为:圆坑直径0.1mm、圆坑深度0.1mm,圆坑距切削刃的距离设置为0.2mm,这三种类型的织构其变量为织构的间距。
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