表面织构化刀具及其在可持续切削加工钛合金中的应用

表面织构化刀具及其在可持续切削加工钛合金中的应用

由于其经济和环境效益，可持续加工技术在工业界得到了广泛的认可。要实现可持续发展，必须对能源资源进行合理的分析和优化。本文研究了在机械加工钛合金（Ti-6Al-4V）时对钻具进行微变形处理能否有效的降低接触面滑动摩擦力，及其应用的可持续性。

销盘测试的初步测试结果证明了微织构表面的摩擦学增强现象，当摩擦系数为0.42时微凹坑表面的性能最好。因此，首先尝试在钻具的槽边和边创建微纹理通过减少刀具和工件之间的滑动摩擦来达到减少切削力为目标。用激光微加工技术在钻头的凹槽和边缘处形成凹坑状微结构。用钛合金材料进行钻削试验，使用非纹理、长笛纹理和边缘纹理工具钻透10毫米深度的通孔。分析加工过程中记录的切削力，可知即使在较高的给进切削速度60米/分钟和0.07毫米/转，边缘纹理工具比其他类型工具都表现得更好，具体体现在轴向力减少10.68%，与非纹理工具相比，扭矩减少12.33%。对于切屑形态的研究进一步表明了使用凹槽变形工具时切屑导致的阻塞较少，这清楚地表明了切屑排空力的减少。本研究试验结果表明，当生产钛合金时钻具微变形技术是减少摩擦力损失的可行技术，具有被广泛的应用的前景。

刊名：Journal of Cleaner Production（英）

刊期：2017年167期:253-270

作者：S.Niketh

编译：陈若龙