杜宏益，何　林，杜红星，马珂婧，李亚平

(1.贵州大学 机械工程学院，贵阳　550025；2.河南中鸿集团煤化有限公司,河南 平顶山　467045)



仿生摩擦学刀具织构设计*

杜宏益1，何林1，杜红星2，马珂婧1，李亚平1

(1.贵州大学 机械工程学院，贵阳550025；2.河南中鸿集团煤化有限公司,河南 平顶山467045)

论文应用仿生摩擦学原理设计刀具微织构，建立刀具切削模型，以42CrMo、GH4169、TC4、45钢和7050铝合金材料加工为例，使用切削软件Third Wave AdvantEdge研究了不同的织构形式对切削温度和切削力的影响，发现沿流屑方向的微织构模型最有利于降低切削力和刀具温度，为高效加工难加工材料提供了新的思路。

仿生摩擦学；流屑方向；微织构；切削力；刀具温度

0　引言

随着高效加工技术给各大行业带来的巨大经济效益，它已成为机械制造技术的重要发展方向，但对高强度钢等难加工材料的高效加工，刀具技术是关键。近年来，随着仿生摩擦学研究的迅速发展，运用仿生体系的减摩抗粘机理进行刀具的仿生织构设计以改善刀具的切削性能，已成为刀具技术突破的潜在点。

有关学者研究发现，运用鲨鱼皮鳞盾沟槽的减阻机理[1]，泳衣可减阻8%、飞行器可减阻6.6%；将仿生耦合理论运用到孕镶金刚石钻头[2]上，使其钻进效率提高42.7%、寿命延长73.8%；关于凹坑型非光滑高速钢车刀[3]切削45钢仿真分析得其磨损量降低30%、平均温度降低15%；用沟槽微织构硬质合金刀片[4]切削45钢时其正压力和前刀面摩擦力分别减小7.41%、10.97%。这些都利用了表面微织构的减摩抗磨机理。……