激光复合微织构车刀切削性能的研究

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1、激光复合微织构车刀切削性能的研究StudyontheCuttingPerformanceofLaserCompositeMicro·texturedTurningTools2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：

2、L趸甄～≥．，1叶年占月／oFt学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密√。学位论文作

3、者签名：者磊知Z矿l冲年6月f口日指导教师签名Z，(妒年厶月f‘7日江苏大学硕士学位论文摘要为提高金属切削刀具的使用性能，常常需要对其进行表面处理。目前表面涂层技术广泛应用于对刀具表面的处理，显著提高了刀具的切削性能。然而，时至今日，开发新的低成本、高性能、环境友好型的涂层材料变得越来越困难。激光表面织构技术作为一种高效、经济和绿色的加工技术与表面涂层技术一样能够改善表面的摩擦特性。为此，本文将激光复合微织构技术应用于刀具表面处理，试制出几种微织构车刀，通过实际车削试验，分析比较其切削性能优劣，并进行相应的机理讨论，旨在研制切削性能优异的激光微织构

4、刀具。本文主要研究工作如下：首先，以YG6X硬质合金作为试验材料，系统开展激光微织构工艺试验研究。对凹槽织构而言，分析了泵浦电流、扫描速度对凹槽宽度和深度的影响；对火山口毛化形貌形成的机理进行了讨论，并分析泵浦电压、脉冲宽度、辅助气体压力对毛化形貌高度和直径的影响。最终得出最优激光工艺参数组合并据此加工出一系列的微凹槽织构刀、毛化织构刀和复合织构刀。其次，进行微凹槽(凹体)织构刀具的切削性能试验研究。切削试验结果表明，与未织构刀具(T-O相比，微凹槽织构刀具(T-2，I"-3)主切削力Fz的均方根值与均值、粘结面积都有所减小。另外，分析了凹槽问距与

5、凹槽方向对刀具性能的影响。结果表明，凹槽间距越小，主切削力Fz越小，粘结面积越小。切屑流向与凹槽方向越趋于垂直其切削力越小，粘结程度越轻。再次，进行毛化(凸体)织构刀的切削性能试验研究。试验结果表明，与未织构刀相比，主切削力Fz的均方根值和标准差均减小，粘结程度减轻；与凹槽织构刀相比，Fz的均方值与标准差进一步减小，切屑粘结程度进一步减轻。此外发现，毛化点所在区域的不同其所对应的毛化刀的切削性能有较大的差别，其中仅在粘结区进行毛化的T一7刀切削力和粘结程度最轻，且发现粘结区域的毛化织构抗粘性能优于凹槽织构。最后，按照粘结一滑动接触模型，把刀一屑接触

6、区分为粘结区与滑动区两个区域。结合上述试验研究中凹凸形貌自身的特性，设计并加工出一种复合织构刀具，即在粘结区进行毛化织构，在滑动区进行凹槽织构。从切削力、切屑粘结、切屑变形和工件表面粗糙度等几个方面系统对比分析未织构5J(T一1)、凹槽织构刀(T一2)、毛化织构刀(T一7)和复合织构刀(T．tO)的切削性能。其中，主切削力Fz与切屑粘结程度变化相同，其从小到大依次为T．7，激光复合微织构车刀切削性能的研究T．10，T．2，T—l。从切屑变形上的研究发现，切削变形系数、川一屑摩擦系数以及切削过程中材料问相对滑移系数具有相同的变化规律，其由小至大依次T

7、一10，T一7，T-2，T一1。此外，织构刀具与未织构刀具相比，其加工工件的表面光洁度以及表面加工质量均有一定程度的提高。关键词：激光复合微织构车刀、切削性能、表面质量Ⅱ江苏大学硕士学位论文AjEISTRACTInordertoimprovetheperformancemetalcuringtools，surfacetreatmentprocessesarerequired．Nowadays，themainsurfacetreatmenttechnologyoftoolsurfaceiscoating，whichgreatlyimprovestoo

8、ls’curingperformance．However,today，thedevelopmentofanewlow-co