碳纤维复合功能表面刀具拉削性能实验研究

作者：韦一凡,蒙臻,周吕敏,等. 日期：2023-07-18/span> 浏览：1265 查看PDF文档

摘要:在拉削加工过程中,切屑会暂时存储在刀具的容屑槽中,划伤工件的已加工表面。传统的微结构刀具由于被动纳屑、效率低下,造成磨屑溢出,会影响拉削性能,为此,通过研究细胞纤毛结构的自清洁特性原理,提出了一种添加碳纤维材料的新型微结构刀具,并对碳纤维复合功能表面刀具的拉削性能进行了实验研究。首先,采用激光加工的方式,在键槽拉刀表面制备倒三角形微结构作为底层微结构,填充硅胶作为结合层,通过碳纤维束仿生纤毛组织与结合层紧密连接,制备了新型微结构刀具;然后,同单一倒三角织构刀具,在干切、水冷、油冷条件下进行了对比切削试验;最后,分别从切屑形态、加工质量、拉削负载等方面对新型微结构刀具的拉削性能进行了分析。研究结果表明:相较于单一倒三角形微结构,新型微结构刀具拉削产生的切屑形态弯曲程度升高了近44.6%,已加工工件表面质量提高了50.7%,拉削负载同理论曲线误差降低了69%;同时发现,新型微结构刀具的切屑形态与表面粗糙度存在98.7%的相关性,这说明,针对新型微结构刀具,凭借切屑形态就能对加工工件表面质量进行准确预测。

关键词:拉削加工;仿生刀具;键槽拉刀;织构刀具;复合织构;切屑形态;表面粗糙度

中图分类号:TH16;TG156文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)05-0707-08

本文引用格式:

韦一凡,蒙臻,周吕敏,等.碳纤维复合功能表面刀具拉削性能实验研究［J］.机电工程,2023,40(5):707-714.

WEI Yi-fan, MENG Zhen, ZHOU Lv-min, et al. Experimental research on machinability of carbon fiber composite functional surface cutting tool［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(5):707-714.