刀-屑接触区摩擦润滑的毛细管模型研究

切削时刀-屑接触区为边界摩擦状态,冷却润滑剂难以进入,其作用可用毛细管理论解释。在切削试验与理论分析的基础上,提出了圆锥形毛细管模型。动力学分析结果表明:冷却润滑剂的微粒尺寸越小,冷却润滑效果越好。刀-屑接触面的吸附作用能形成边界润滑膜,圆锥形毛细管能限制冷却润滑剂的渗透深度,负压力可为冷却润滑剂的渗透提供动力。

45淬硬钢干式切削刀-屑接触区域温度场分布研究

针对45淬硬钢干切削过程,考虑刀-屑接触区域热流密度不均匀性和热分配率不均匀性等因素,基于热源法建立前刀面刀-屑接触区域三维温度场解析模型,并利用验证试验和解析模型,研究前刀面刀-屑接触区域温度场分布规律。结果表明:模型预测值与实验值相吻合,两者误差低于3.26%;且前刀面刀-屑接触区域温度场分布呈均匀梯度分布;最高温度位置出现在刀-屑接触界面粘结摩擦区域结束处附近,最高温度位置受切削速度影响较小;最低温度位置出现在刀-屑接触界面边缘处。该模型具有较高准确度,对研制新型刀具、降低刀具磨损、提高加工效率和加工质量具有重要指导意义。

硬质合金微槽车刀切削刃近域热力强度分析

车刀前刀面切削刃近域作为金属切削过程高温高压的集中作用区域,其热力强度对刀具切削性能有重要影响。文章以前期工作所获得的切削过程刀屑接触界面平均切削温度和平均切削力作为热载荷和机械载荷,确定出刀屑接触区域范围,合理施加约束和边界条件。将稳态热分析和静力学结构分析相关联,对车刀进行热力耦合分析,根据在热载荷和机械载荷综合作用下主切刃近域的应力分布,对该微槽车刀切刃近域热力强度进行分析评价。研究结果表明,该硬质合金微槽车刀切削刃近域的最大等效应力小于刀具材料的许用强度,即该硬质合金微槽车刀在给定切削工况下进行切削时,刀具切削刃近域强度足够,不会因为强度问题影响切削过程的正常进行。