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兰州交通大学刃启未来团队揭示纹理与铜协同润滑效应,优化拉刀切削性能
在机械加工领域,尤其是拉刀切削过程中,如何有效降低切削力、减少刀具磨损以及提高加工精度一直是行业关注的焦点。传统方法如改变刀具几何形状、使用液体润滑剂等虽然在一定程度上改善了切削性能,但在半封闭的拉刀加工环境中,液体润滑剂难以直接作用于切削区,且在高负荷条件下润滑膜容易失效,导致润滑效果不佳。此外,液体润滑剂对环境和人体健康也可能产生负面影响。因此,寻找一种高效、环保的润滑解决方案显得尤为重要。 兰州交通大学机电工程学院的刃启未来团队在《Journal of Tribology》上发表了一篇题为“Synergistic Lubrication Effect of Texture and Copper on Cutting Performance for Broaching Tool”的研究论文,提出了一种创新的解决方案,即通过在拉刀前刀面上制造纹理并覆盖铜作为固体润滑剂,显著提升了拉刀的切削性能。
拉刀加工是一种重型且高效的金属切削技术,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。然而,拉刀在切削过程中会遇到巨大的热应力和机械应力,导致刀具与切屑接触区的摩擦显著增加,不仅影响工件质量,还会缩短刀具寿命。为了应对这一挑战,团队利用激光技术在拉刀前刀面上制造了三种不同的纹理,并开发了一种创新的旋转覆盖装置,将铜覆盖在刀具的表面和纹理槽中,以实现固体润滑。 该研究不仅为拉刀切削性能的优化提供了新的思路,还为固体润滑剂在机械加工中的应用提供了科学依据。通过在刀具表面制造纹理并覆盖铜,可以有效降低切削力、减少刀具磨损、提高加工精度,同时避免了液体润滑剂对环境的污染。这一技术有望在航空航天、汽车制造等高精度加工领域得到广泛应用,推动机械加工技术向高效、环保方向发展。
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