仿生微织构拉刀优化设计及实验研究
拉削工艺因其高效、高精度的加工特性,已在精密制造行业得到广泛应用。拉刀则是一种专门用于拉削加工的刀具。
研究表明,在低速重载的加工条件下,拉刀性能是制约拉削加工质量和拉刀使用寿命的关键因素。因此如何在传统的拉削制造领域引入新兴学科的科研成果,有效降低拉削负载和刀具磨损,提高拉削加工性能和刀具使用寿命,对于拉削制造领域有着十分重要的意义。
研究发现,合理的仿生表面织构可改善界面摩擦学特性。因此,为减缓拉刀表面磨损和提高刀具使用寿命,本文将仿生学和表面织构技术应用到拉刀表面。
首先,依据拉削过程的作用机理,在仿生学中选取了能够合理应用于拉刀表面的仿生形状;随后,建立了流体动力学模型和动态切削模型,综合分析了拉削液的流动特性和拉刀的应力分布特性,得到了最优的仿生织构形状;最后,通过激光加工技术,制备得到仿生微织构拉刀,并进行了拉削负载对比实验、刀具表面形貌及粗糙度观测实验、刀具切削刃压痕实验,验证了仿生微织构拉刀设计的合理性。本文研究内容主要分为以下五个章节。
第一章是绪论部分。本章首先介绍了项目背景,随后介绍了刀具优化设计、仿生表面织构技术、织构刀具制备工 ...