[發明專利]磁性納米流體與織構刀具協同切削提高加工精度的方法

有效

• 申請號: 202010170509.6
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111331151B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 郭旭紅;黃強;張克棟;張靚;張昱平
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B24B1/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發明公開了一種磁性納米流體與織構刀具協同切削提高加工精度的方法，其采用設置有微織構的織構刀具切削加工，其中，所述織構刀具的刀工接觸區設置有所述的微織構；采用磁性納米流體作為切削液；采用通電線圈，對所述通電線圈通電使其產生磁場力而引導所述磁性納米流體朝向所述刀工接觸區及所述微織構處流動，從而能夠抑制微織構刀具在切削時的衍生切削現象，延長微織構刀具的使用壽命，以進一步提升微織構刀具的切削性能；同時，磁性納米顆粒在微織構的表面形成一層能夠持久存在的潤滑膜，該潤滑膜不僅能夠防止切屑劃傷刀具表面，增加刀具使用壽命，還能夠減少切削力，減少刀工之間的摩擦力，減少切削溫度，從而改善加工工件的表面質量。

技術領域

本發明涉及微織構刀具切削領域，屬于先進切削加工領域，尤其涉及一種磁場下磁性納米流體與織構刀具協同切削提高加工精度的方法。

背景技術

表面微織構刀具是通過光刻加工、電火花加工、激光加工等技術在刀具的前刀面或后刀面上制備出一定形狀、尺寸、規則的織構形貌?？棙嫳砻婢哂辛己玫臐櫥阅埽棙嫷毒吣軌蛲ㄟ^顯著降低切削力和切削溫度以及刀具表面的摩擦和材料轉移來有效地提高相關合金的切削性能。

此外，織構刀具還能夠影響切屑的形態，從而改善加工工件的表面質量。然而，在用微織構車刀干車削時，表面微織構遠離主切削刃的邊緣會參與到切削的過程中，衍生切屑會從邊緣流入微織構，從而切屑的底邊會產生額外的切削，即衍生切削。衍生切削會增大刀-屑接觸面之間的摩擦力、切削力、硬度及切屑的變形，導致切削性能大幅下降。特別是對于一些難加工材料，這些材料的塑性大、韌性高，在切削過程中會產生大量的切削熱；并且高溫時的硬度和強度都很大，從而切削力比較大，容易造成刀尖部分的嚴重磨損。

磁性納米流體具有修復作用，磁性納米流體由磁性納米顆粒、去離子水、切削液和油酸組成，其中油酸的作用是防止磁性納米顆粒的團聚。織構刀具上的微織構會促進磁性納米流體滲入刀-屑接觸區，從而能夠修復工件表面質量；磁性納米流體具有拋光作用，即在加工過程中將切屑帶離工件表面；磁性納米流體的修復作用和拋光作用會改善工件加工表面質量。因此，使用磁性納米流體滲入到刀-屑接觸區以抑制微織構刀具在切削過程的衍生切削現象成為提高切削加工精度的關鍵問題。然而，目前，磁性納米流體通過刀具表面微織構進入刀-屑接觸區取決于“毛細管作用”，在沒有外力的情況下，刀具表面微織構通過毛細管作用輸送磁性納米流體至刀-屑接觸區的效果并不顯著，刀具磨損及切削加工精度的改善并不明顯。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種磁性納米流體與織構刀具協同切削提高加工精度的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種磁性納米流體與織構刀具協同切削提高加工精度的方法，采用設置有微織構的織構刀具切削加工，其中，所述織構刀具的刀工接觸區設置有所述的微織構；

采用磁性納米流體作為切削液；

采用通電線圈，對所述通電線圈通電使其產生磁場力而引導所述磁性納米流體朝向所述微織構處流動。

優選地，所述通電線圈的中心始終對準所述刀工接觸區，且所述通電線圈的中心距離所述織構刀具的刀尖40～50mm。

優選地，所述通電線圈中還穿設有鐵芯，所述鐵芯與所述通電線圈同軸心線地設置。

進一步地，所述通電線圈通電電流大小為1～6A。

進一步地，所述通電線圈通電時其表面中部位置的磁場強度大于210Gs。

優選地，所述微織構設置在所述織構刀具的前刀面上，且所述微織構距離所述織構刀具的刀尖0.05 mm～0.5mm。

優選地，所述微織構的長度延伸方向與所述織構刀具的主切削刃相互垂直或者相互平行。

優選地，所述通電線圈的磁場大小和/或方向可調整地設置。