机械工程学报 ›› 2023, Vol. 59 ›› Issue (23): 358-371.doi: 10.3901/JME.2023.23.358
黄景山1, 刘国亮2, 孙浩3, 姚斌1, 金林3, 陈彬强1, 曹新城1, 王山城3, 许浩2, 蔡志钦1
HUANG Jingshan1, LIU Guoliang2, SUN Hao3, YAO Bin1, JIN Lin3, CHEN Binqiang1, CAO Xincheng1, WANG Shancheng3, XU Hao2, CAI Zhiqin1
摘要: 高强度钢15Cr14Co12Mo5Ni2WA的切削特性表现为切削力大,造成刀具磨损快与崩刃严重、加工精度保持性差。针对上述问题,提出将富勒烯C60纳米粒子混合切削液作用于金属切削过程中的刀-屑接触区(II变形区)和刀-工接触区(III变形区),以改善切削性能。为此,基于修正库仑摩擦、赫兹接触等理论方法建立了C60纳米粒子在刀-屑接触中的减摩润滑预测模型,研究预测了切削接触界面间产生的“纳米滚动轴承”效应及减摩特性,通过摩擦磨损试验测定了不同浓度C60纳米切削液下的摩擦特性变化,采用超景深3D显微镜、SEM、拉曼光谱仪等先进测量手段表征分析了试样表面磨痕微观形貌、研究了摩擦磨损机理。切削试验结果表明C60纳米切削液具有很好的减摩效果,有效地降低了切削力、工艺系统振动、刀具磨损,切削性能显著提升。应用在插削加工过程中,表现出切削冲击振动导致的刀具崩刃现象明显减少、因冷焊撕裂造成的前刀面局部剥落现象消失,刀具使用寿命延长。
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