【摘要】：近年來(lái),刀具表面微織構(gòu)技術(shù)的發(fā)展與快速應(yīng)用,在提升刀具切削性能、延長(zhǎng)刀具使用壽命、提高刀具耐用度方面提供了重要的技術(shù)支撐。型號(hào)6061鋁合金作為一種重要的航空航天和軌道交通應(yīng)用材料,一直是金屬切削的熱點(diǎn)課題之一。本文以表面微織構(gòu)刀具的研究成果為指導(dǎo),在切削液潤(rùn)滑條件下對(duì)6061型鋁合金進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn),探索表面階梯狀微織構(gòu)的存在對(duì)刀具切削性能和抗磨損性能的影響。激光加工階梯狀微織構(gòu)工藝參數(shù)的確定以及工藝方法優(yōu)化。以激光加工微織構(gòu)的基本原理為依托,探究激光加工刀具微織構(gòu)的工藝參數(shù)和方法,優(yōu)化激光加工工藝,改善微織構(gòu)表面形貌,以達(dá)到減少微裂紋條數(shù)和尺寸,降低不必要凹坑數(shù)目。以頻率:20Hz,脈沖數(shù):20個(gè),功率:90W,光斑直徑:50μm的激光加工參數(shù),硬質(zhì)合金片300℃預(yù)熱處理,空冷至室溫,輔助于四擋超聲振動(dòng)手段在刀具表面加工微坑織構(gòu)。硬質(zhì)合金刀具(W-Co,YG8)主要磨損區(qū)域的確定以及微織構(gòu)的加工。以傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具切削鋁合金,通過(guò)顯微鏡下觀察各刀面磨損情況,在現(xiàn)有的加工條件下,以優(yōu)化后的激光加工工藝參數(shù)和方法,在刀具前刀面、主后刀面以及副后刀面等刀具主要磨損區(qū)域加工面積占有率c=15%,織構(gòu)與切削刃尺寸間距l(xiāng)=150μm,直徑d=65μm、深度h=15μm和直徑d=30μm、深度h=7μm組合的階梯狀微凹坑織構(gòu)。階梯狀微織構(gòu)硬質(zhì)合金刀具(W-Co,YG8)切削實(shí)驗(yàn)探究。選取制備后的多尺寸階梯狀微織構(gòu)刀具和傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具,進(jìn)行干/濕兩種切削實(shí)驗(yàn),對(duì)比階梯狀微織構(gòu)刀具和傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具切削力F降低幅度達(dá)到11.2%,工件表面粗糙度Ra的算術(shù)平均偏差提升35.2%,鋸齒狀切屑控制良好,齒高降幅52.5%,剪切角降幅31.6%,鋸齒角降幅9.5%的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),比較優(yōu)化微織構(gòu)尺寸。階梯狀微織構(gòu)硬質(zhì)合金盤(W-Co,YG8)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)探究。選取制備后的多尺寸階梯狀微織構(gòu)硬質(zhì)合金盤和傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)的硬質(zhì)合金盤,進(jìn)行干/濕兩種摩擦磨損實(shí)驗(yàn),對(duì)比階梯狀微織構(gòu)刀具和傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具摩擦系數(shù)μ降低43.1%,鋁合金銷磨損面積s降低40.2%的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),比較優(yōu)化微織構(gòu)尺寸,驗(yàn)證切削實(shí)驗(yàn)中的推理。階梯狀微織構(gòu)刀具(W-Co,YG8)強(qiáng)度與刀-屑之間摩擦應(yīng)力仿真實(shí)驗(yàn)。以Workbench為平臺(tái),進(jìn)行階梯狀微織構(gòu)刀具靜力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn),比較階梯狀微織構(gòu)刀具與傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具之間的應(yīng)力、應(yīng)變和變形狀況,得到刀具表面階梯狀微織構(gòu)的存在,對(duì)于刀具強(qiáng)度的影響可以忽略的結(jié)論。同時(shí),進(jìn)行接觸問(wèn)題的仿真實(shí)驗(yàn),模擬刀—屑之間接觸,對(duì)比階梯狀微織構(gòu)刀具與傳統(tǒng)無(wú)織構(gòu)刀具之間的摩擦應(yīng)力變化,刀—屑之間最大摩擦應(yīng)力下降達(dá)到21.8%。以實(shí)驗(yàn)和仿真為基礎(chǔ),綜合考慮實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)和結(jié)果,選取最終的微織構(gòu)尺寸數(shù)值,優(yōu)化刀具切削性能,改善刀—屑接觸面積,提高刀具的使用壽命。本文完善刀具表面微織構(gòu)的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)鋁合金材料的加工提供新的研究方向,為改善YG8硬質(zhì)合金刀具切削性能提供新線索,在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)和探究中具有重要的參考意義。
【圖文】：

（a）汽車車身 （b）航空發(fā)動(dòng)機(jī) （c）機(jī)車動(dòng)車組圖 1-1 鋁合金實(shí)際應(yīng)用Fig.1-1 Practical application of aluminum alloy題研究意義提高刀具切削性能和使用壽命，根據(jù)研究方法的不同，目前學(xué)的選擇和優(yōu)化、刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改善、切削液成分的改良和涂層和微織構(gòu)技術(shù)的設(shè)計(jì)等四個(gè)方面進(jìn)行研究。其中刀具微織受到越來(lái)越多學(xué)者的青睞和關(guān)注。不同表面微織構(gòu)類型和尺寸置和面積占有率以及多種（兩種及兩種以上）不同微織構(gòu)類輔助微織構(gòu)刀具切削等都是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和主要方向。題研究的主要意義在于闡明 6061 型號(hào)鋁合金切削加工過(guò)程中摩擦磨損機(jī)理，系統(tǒng)全面的揭示刀具在切削加工中刀具主要磨

理論及其在刀具表面中的應(yīng)用構(gòu)理論在摩擦學(xué)研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了一種新的減摩抗磨理論，即的是在平整光滑的材料表面，利用特定的加工方法得滑表面形貌[6-7]。在當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)下，機(jī)械部件如：、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、導(dǎo)軌等構(gòu)件中，，表面織構(gòu)化的應(yīng)用得到實(shí)際使用中，對(duì)于其改善表面潤(rùn)滑狀態(tài)和減摩抗磨效當(dāng)前，在刀具表面織構(gòu)化的應(yīng)用方面，學(xué)者進(jìn)行了不構(gòu)在刀具中的使用還處于初始階段，研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和中相關(guān)應(yīng)用，為刀具表面微織構(gòu)的發(fā)展提供了依據(jù)和論是表面微織構(gòu)的存在具有改善刀具切削性能的功效動(dòng)物體表樣貌圖。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704920