表面織構(gòu)化刀具及其在可持續(xù)切削加工鈦合金中的應(yīng)用

由于其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，可持續(xù)加工技術(shù)在工業(yè)界得到了廣泛的認(rèn)可。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須對能源資源進(jìn)行合理的分析和優(yōu)化。本文研究了在機(jī)械加工鈦合金（Ti-6Al-4V）時(shí)對鉆具進(jìn)行微變形處理能否有效的降低接觸面滑動(dòng)摩擦力，及其應(yīng)用的可持續(xù)性。

銷盤測試的初步測試結(jié)果證明了微織構(gòu)表面的摩擦學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)象，當(dāng)摩擦系數(shù)為0.42時(shí)微凹坑表面的性能最好。因此，首先嘗試在鉆具的槽邊和邊創(chuàng)建微紋理通過減少刀具和工件之間的滑動(dòng)摩擦來達(dá)到減少切削力為目標(biāo)。用激光微加工技術(shù)在鉆頭的凹槽和邊緣處形成凹坑狀微結(jié)構(gòu)。用鈦合金材料進(jìn)行鉆削試驗(yàn)，使用非紋理、長笛紋理和邊緣紋理工具鉆透10毫米深度的通孔。分析加工過程中記錄的切削力，可知即使在較高的給進(jìn)切削速度60米/分鐘和0.07毫米/轉(zhuǎn)，邊緣紋理工具比其他類型工具都表現(xiàn)得更好，具體體現(xiàn)在軸向力減少10.68%，與非紋理工具相比，扭矩減少12.33%。對于切屑形態(tài)的研究進(jìn)一步表明了使用凹槽變形工具時(shí)切屑導(dǎo)致的阻塞較少，這清楚地表明了切屑排空力的減少。本研究試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)生產(chǎn)鈦合金時(shí)鉆具微變形技術(shù)是減少摩擦力損失的可行技術(shù)，具有被廣泛的應(yīng)用的前景。

刊名：Journal of Cleaner Production（英）

刊期：2017年167期:253-270

作者：S.Niketh

編譯：陳若龍