用UMT摩擦试验机评价可转位涂层刀片的摩擦学性能

涂层刀具的摩擦学性能评价对于优化涂层技术、确定产品质量、合理编制加工工艺等,都具有重要意义。提出用UMT摩擦试验机来评价刀片涂层的摩擦学性能。以广泛使用的可转位涂层刀片为对象,采用UMT摩擦试验机,结合白光共焦三维表面分析和扫描电子显微镜分析,评价多种涂层刀片的摩擦因数变化规律和磨损性能。结果表明,采用UMT-2磨损试验机,选择适当的试验参数,能有效地评价硬质合金刀具涂层的摩擦学性能。

织构对涂层刀具切削性能影响的有限元分析及实验研究

织构化表面在减摩耐磨领域中的应用越来越广泛。利用聚焦离子束(FIB)在TiAlN涂层刀具前刀面加工微织构,将有限元计算仿真与车削实验相结合,探讨微织构对涂层刀具切削性能和摩擦学性能的影响。研究发现:表面微织构化有利于改善刀具表面切削温度分布,降低切削温度,提高刀具耐磨性。同时,表面织构化后的涂层刀具的主切削力略有增大。

斜角切削条件下45钢切削过程的三维数值仿真

传统金属切削仿真往往局限于二维仿真。本文基于有限元软件ABAQUS/Explict建立了三维斜角切削模型,并对45钢的切削过程进行了数值模拟。试验结果表明,在刀具切削过程中,刀尖接触区会发生严重的不均匀塑性变形。并且在刀具切削金属时,由于前刀面常处于高温高压的状态极易发生月牙洼磨损,同时刀具刃倾角的存在会使得切屑发生一定的横向卷曲。模拟切屑外形与试验切屑结果一致,另外模拟切削力数值与实际车削力理论公式计算结果吻合。模拟结果对金属切削加工及刀具理论研究具有重要的指导意义。

一种评价可转位涂层刀片切削加工性能的方法

尝试用自主设计的可转位涂层刀片(下简称涂层刀片)夹具,使涂层刀片固定于UMT-2型摩擦磨损试验机上,通过摩擦磨损试验模拟涂层刀片车削加工过程,评价了TiAlSiN和TiAl-CrN/TiAlN、刀尖圆弧半径0.4mm和0.8mm涂层刀片的切削加工性能。结果表明:采用以上方法可有效评价涂层刀片的切削加工性能。

乏油润滑下PEEK复合材料的摩擦学性能

利用SST–ST销/盘摩擦磨损试验机,以纯聚醚醚酮(PEEK)和分别含有质量分数30%的玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、聚四氟乙烯(PTFE)的PEEK复合材料与GCr15盘组成的摩擦副为研究对象,系统地研究了4种PEEK材料在干摩擦、油润滑和乏油润滑下的摩擦学性能,并利用扫描电子显微镜和白光共焦三维形貌仪观察了PEEK材料和GCr15金属盘磨损表面形貌,分析了摩擦磨损机制。结果表明,在不同的润滑条件下,GF,CF和PTFE均能显著提高PEEK基体的摩擦磨损性能,其中CF对复合材料抗磨性能的提高最为突出,但是在干摩擦下具有优异摩擦学性能的PEEK/PTFE复合材料在油润滑下却表现不佳,这与其摩擦学性能强烈依赖转移膜有关;在磨损机理上,干摩擦下,由于摩擦热的影响,PEEK及3种PEEK复合材料的磨损表面均出现材料粘着以及剥落现象,磨损机理主要表现为粘着磨损。由于润滑油的润滑作用和散热作用,油润滑条件下PEEK及3种PEEK复合材料的磨损表面都比较光滑,磨损机理主要为轻微的粘着磨损并伴有疲劳磨损。乏油润滑下材料磨损表面形貌与干摩擦下类似,但是由于摩擦副之间残留的润滑油存在,降低了材料的磨损。

静摩擦测定仪器、方法和研究进展

静摩擦研究是摩擦学的主要内容之一,具有重要的理论和工程意义。由于静摩擦问题的复杂性和对测试技术的特殊要求,静摩擦问题成为摩擦学研究当中较为薄弱的环节之一。介绍并分析静摩擦测试原理方法和仪器设备及历史沿革;探讨各种测试方法的优缺点以及最大静摩擦力测定中的关键技术问题;通过试验发现,静摩擦测试中摩擦副线性滑动位移前,存在非线性位移;提出缓慢增大切向作用力并运用高灵敏位移测定技术获得相对滑动临界点是静摩擦测试技术的发展趋势。