涂层硬质合金刀片微槽微织构复合设计*

刘杨 ,刘勇, 邹中妃 ,刘冰, 谭一丁，何林,2

(1.贵州大学 机械工程学院，贵阳 550025 2.六盘水师范学院，贵州 六盘水 553004)

0 引言

在切削过程中，切削热极易集中在刀具前刀面的一个微小区域使得该区域温度升高，导致刀具前刀面粘结磨损、扩散磨损等物理现象的产生，最终导致刀具的磨损破损直至失效并严重影响工件的表面加工质量。因此，如何在干切削加工过程中，减少切削热的产生或增加切削热的扩散，降低刀具的切削温度至关重要。

基于摩擦学和仿生学原理，很多学者设计了不同形状的微织构，发现所设计的微织构能够有效改善刀屑接触面间的摩擦状态，减小切削力，从而减少切削热的产生[1-5]。Jianfeng Ma等通过在刀具前刀面置入微凸块、微孔织构，研究发现：微凸起和微孔织构能够有效降低切削力，从而减小加工过程中切削能的消耗，并有效减小刀屑接触长度[6-7]。 Anis Fatina 等通过在刀具前-后刀面置入微沟槽，正交切削AISI4140，研究发现：织构刀具相对于无织构刀具而言具有更好的切削性能，织构刀具能够有效降低切削力、进给力、摩擦系数及压缩比[8]。Varun Sharma 等通过在混合织构自润滑切削刀片进行了混合织构结构优化设计，研究发现：表面织构对降低切削力有显著的效果，织构模式尺寸对刀屑接触面间的接触面积及剪切强度的控制起到主要作用[9]。杜宏益等根据穿山甲鳞片摩擦磨损特性设计矩形织构刀具，研究发现：沿流屑方向微织构模型最有利于降低切削力和刀具温度，从而延长刀具使用寿命，提高对难加工材料的加工效率[10-14]。……