近年来,各国都有学者对微织构刀具的研究投入时间和精力。干切削钛合金的仿真结果证实了微织构的减摩降温作用。通过建立微织构刀具模型,导入有限单元分析软件中,进行切削模拟,得到应力及温度分布,微织构的存在的确能够改变刀具切削后的表面温度以及表面应力分布情况。
国外学者在刀具表面制成了微米纳米级别的微小组织结构,进行切削加工。通过多方面多次的研究微织构刀具的抗磨损性能,发现微织构刀具微织构的存在能够减小切屑和刀具之间的黏滞,进而降低了摩擦,降低了切削力。Rei-ner Wahl等人将润滑液及微织构结合在一起,发现减摩效果更加理想,并解释了其中的减摩机理即微织构能够将起到润滑作用,增大了彼此间的润滑。Pan-kaj Rathod等人通过在WC刀具表面加工不同形状的微织构进而对Al6063合金进行切屑实验。Sun、Jialin等人对微织构WC基刀具进行了单一微织构与混合微织构的切削性能研究。AD等人采用数值模拟与实验对比的方法,验证了特定方向的沟槽微织构能够使得主切削力和刀具前刀面上的温度迅速下降。
Fa Hengzhong等人在ZTA陶瓷刀具表面加工了微织构,陶瓷刀具切削性能也得到了改善。国外的许多研究学者也证实了微织构在刀具切削加工过程中起到了很好的效果。国内研究了一种类似微织构的结构刀具,在刀具表面加工有尺寸较大的坑,坑中填充固体起到润滑作用。当切削开始时,坑中的固体被挤出来同时出现在刀—屑接触面之间,这样就达到了润滑从而减低摩擦的功效。这使得刀具前刀面的剪切强度得到了降低,进而降低切削力和切削温度。同时这个坑状结构减小了屑与刀的接触长度。(www.daowen.com)
王亮则使用有限单元软件研究刀具强度的问题。结果表明,微织构削减了刀具的强度。这使得刀尖弹性变形增大。戚宝运发现在无润滑剂条件下,微沟槽依旧能够起到一定的润滑减摩作用。亓婷通过有限单元法计算得出了两种微织构能够使刀具的应力集中最小的结论,为了研究微织构在前刀面的置入对于硬质合金刀具的切削性能影响,采用激光加工的方式制作了硬质合金刀具。
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