微纳复合织构自润滑陶瓷刀具的制备及切削性能

针对目前表面织构刀具研究现状，结合陶瓷刀具自身的特点，提出了将微米级织构与纳米级织构相结合的方法，在陶瓷刀具负倒棱处加工出纳米级织构，在前刀面加工出微米级织构，并填充润滑剂制备出一种微纳复合织构自润滑陶瓷刀具，预期设计和制备的微纳复合织构自润滑陶瓷刀具将有效地改善陶瓷刀具的切削性能。

WS_2/Zr软涂层微纳织构陶瓷刀具的制备及其切削性能

本文针对目前表面织构刀具及陶瓷刀具的研究现状，提出将微纳米织构与软涂层结合并应用于陶瓷刀具表面，制备出新型的软涂层微纳织构陶瓷刀具，并通过切削实验研究了软涂层与微纳织构对陶瓷刀具切削性能的影响，为进一步提高陶瓷刀具切削性能提供了一种新的设计思路。

镶嵌MoS_2的Al_2O_3/TiC基陶瓷刀具材料微孔表面摩擦磨损性能研究

采用Nd:YAG激光器在Al2O3/TiC陶瓷刀具材料表面加工出不同密度的微孔,并涂覆填装MoS2固体润滑剂,在UMT-2摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验,研究其在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,通过白光干涉仪、光学显微镜和扫描电镜观察激光织构化后表面特征和磨损后表面形貌。结果表明:激光织构化后,陶瓷材料表面发生了氧化;在相同的实验条件下,与光滑表面相比较,填装MoS2固体润滑剂的微孔表面能够有效地降低摩擦因数,减小磨损率。这主要是由于填装在微孔中的润滑剂在摩擦作用下涂覆到基体表面,形成润滑膜,起到减摩降磨作用,同时激光加工后微孔周围凸起及氧化后形成的摩擦特性优良的TiO2也能起到良好的减摩降磨效果。通过对磨损形貌分析,光滑表面磨损较为严重,有大量的犁沟产生,主要的磨损形式为磨粒磨损及脆性断裂;微孔表面磨损较为轻微,其主要磨损发生在微孔周围。

表面织构陶瓷刀具切削性能研究

采用激光在Al2O3/TiC陶瓷刀具前刀面加工出不同的表面织构,制备出纳米织构陶瓷刀具及微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具,并与传统陶瓷刀具进行干切削45淬火钢试验比较.结果表明:纳米织构陶瓷刀具不能够有效降低切削力、改善刀具黏结现象,但是可以减小刀具前刀面磨损凹坑,减少磨粒磨损;微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具能够有效降低切削力,减小刀具磨损,改善刀具的切削性能.

椭圆状微织构自润滑车刀切削性能试验

采用激光加工方法在硬质合金刀具前刀面易磨损区域加工椭圆状微织构,并在微织构中填充MoS2固体润滑剂,制备了微织构自润滑刀具。运用有限元方法分析了微织构对刀具刀尖处应力分布的影响;将微织构自润滑刀具与传统刀具进行了干切削45号钢的对比试验。结果表明:微织构的存在对刀尖处的应力分布无显著影响,与传统刀具相比,微织构自润滑刀具能够有效降低切削力和切削温度,减小切屑变形,增加切屑卷曲,同时减缓刀具前刀面磨损。

微织构陶瓷刀具切削性能的有限元分析

为了研究表面织构对陶瓷刀具切削性能的影响,利用ABAQUS对其正交切削45淬火钢的过程进行二维仿真,分析了织构的参数对切削力、切削温度和刀具应力场的影响规律。结果表明:织构的宽度和间距对刀具的性能有重要影响,宽度较小的表面织构具有较好的减摩作用,当宽度大到一定程度,织构会对切屑产生二次切削,削弱甚至抵消织构的减摩作用;间距越小,起作用的织构的个数越多,刀具的性能越好,故在刀具表面置入合理参数的织构可以有效延长刀具的使用寿命。

涂层刀具摩擦磨损特性的研究进展

总结了涂层摩擦学研究进展,对常见涂层摩擦磨损特性的研究现状进行了介绍,分析了各种涂层在摩擦过程中的磨损破损机制,并简要介绍了应用于摩擦学领域涂层的发展趋势。

涂层刀具表面织构化及切削性能研究

采用激光技术在基体为硬质合金的涂层刀具前刀面易发生月牙洼磨损区域进行织构化处理,制备涂层织构化刀具;在液体润滑条件下进行切削试验,研究其切削性能,并与硬质合金织构化刀具及传统刀具进行比较。结果表明:与传统刀具相比,硬质合金织构化刀具和涂层织构化刀具能够有效降低切削力、切削温度和刀屑接触面摩擦因数,涂层织构化刀具效果尤为明显;液体润滑时,由于织构的存在,润滑剂能够渗入到硬质合金织构化刀具和涂层织构化刀具刀屑接触面,因而具有良好的抗黏着性及耐磨性,其中涂层织构化刀具最优。

应用微织构刀具的超声椭圆振动辅助切削研究

采用一种新型椭圆共振模式的振动切削结构,应用带有微观织构的硬质合金刀具对6061铝合金进行椭圆振动辅助切削研究。为了改善刀具前刀面在干切削过程中的摩擦状况以减少粘结,利用激光加工技术在硬质合金刀具前刀面分别生成圆形、交织矩形和并联矩形的微观织构。通过对6061铝合金进行正交干切削实验,对比带有织构刀具和常规刀具的切削效果,仿真分析不同织构对切削性能的影响。主要表征切削参数为切削力、切屑卷曲、刀具粘结和加工表面质量。结果表明:带有织构的刀具可在低速切削时改善切削效果,且矩形织构刀具的改善效果尤为明显。

面向工业工程专业的“机械设计”双语教学探讨

“机械设计”作为工程类专业的一门基础课程，对于培养学生的创新能力和设计能力有着重要的作用。在“新工科”建设和“中国制造2025”背景下，开展双语教学成为建设综合性人才的必要手段。文章结合东南大学工业工程专业，针对“机械设计”开设课程教学中存在的问题及如何提高双语教学质量等，从教材选择、教学模式及教学方法等方面进行探讨，旨在改进和完善面向工业工程专业学生“机械设计”课程双语教学体系。