[发明专利]外冷织构车刀部件及纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削工艺系统

说明书

本公开提出了外冷织构车刀部件及纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削工艺系统，其中，外冷车刀刀柄及外冷车刀刀片；所述外冷车刀刀柄作为承载装置，其一端设置有外冷车刀刀片，所述外冷车刀刀片与承载该刀片的外冷车刀刀柄的结构之间设置有外冷车刀刀垫；所述外冷车刀刀柄上还设置有外冷车刀压板零件，所述外冷车刀压板零件将所述外冷车刀刀片压紧在所述外冷车刀刀柄上；所述外冷车刀刀片前刀面上加工有织构。本公开外冷车刀结构简单，制造成本低、制造工艺性好。适用于非长时间加工或生产纲领为小批量的生产企业。

技术领域

本公开涉及机械加工技术领域，特别是涉及外加喷嘴的外冷织构车刀部件、 纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削工艺系统及智能供给方法。

背景技术

在金属切削过程中，由于切削液及添加剂能起到冷却、润滑、清洗、排屑 及防锈的作用，已得到了广泛的应用，但同时也带来了很多负面影响，如污染 环境、危害人的健康并增加了制造成本，而且使用不当会增加刀具磨损并降低 工件表面质量。随着国家可持续发展战略的要求，我国制造业正追求高质高效 低成本的生产模式，同时环保法规越来越严格，大量浇注切削液的冷却方法已 不符合生产的发展方向，必须采取措施改变这种资源消耗型制造模式以实现绿 色可持续生产。近年来，世界各国及国际生产工程学会(CIRP)、美国机械工程协 会(ASME)、国际电子电器工程师协会(IEEE)等组织都对消除或减少切削液危害 的切削技术进行了大量研究，并努力应用于生产实践。为了消除或减少冷却液 的危害，可以采用干切削、复合加工以及绿色冷却等技术。其中，干切削可以 从根本上解决切削液所带来的诸多负面影响，但是在很多情况下，由于切削温 度高，致使刀具寿命短且工件表面粗糙度超差，这时采用完全干切削是不可行 的。因此，干切削时一般使用超硬刀具材料和涂层刀具，并采取高速切削技术， 但是高速切削技术的理论还不完善。复合加工技术如加热和超声振动相结合的 辅助切削，其成套设备昂贵，且处于研究阶段。而无污染或少污染的冷却技术 在工业界得到了广泛应用。目前出现了冷风冷却、微量润滑冷却、水蒸汽、热 管冷却以及内冷却等绿色冷却技术，而且其冷却效果也很好。所以，通过微量 润滑装置以实现准干式切削的技术具有可行性和极高的应用前景。

传统摩擦学观点认为，相互接触的两个表面越光滑，磨损量越小。但近年来 的研究表明，表面并非越光滑就越耐磨，而是具有一定非光滑形态的表面反而 具有更好的耐磨性能。研究非光滑形态表面也就是研究具有织构的表面。所谓 表面织构(Surfacetexture)，是指利用几何图形学理论或仿生学理论设计出具有 一定特征的几何微结构，利用激光加工等手段在表面上加工出微结构阵列来改 变表面几何形貌，从而改善表面间的接触性能，降低摩擦及改善润滑条件。因 此合适的几何微特征是织构改性的前提，对于改善接触副之间的摩擦性能具有 较大的工程价值。表面织构能够提高摩擦副的摩擦性能主要是表面织构的微坑 或凹痕能够起到储油器的作用，能够及时使摩擦副表面形成润滑膜，从而减少 摩擦副表面的摩擦磨损。润滑油对摩擦副表秒的润滑作用主要是依靠两摩擦副之间产生相对运动，从而带动润滑油在表面形成润滑膜，减少两摩擦副表面直 接接触处来降低摩擦和减少磨损。当有了凹坑或凹痕的存在时，在凹坑或凹痕 内就会存有润滑油，当两摩擦副表面开始相对运动时，产生了相对运动速度， 由于润滑油有粘性就粘附在摩擦副表面，在表面的带动下很快在表面形成润滑 膜，缩短了润滑膜的形成时间，从而起到抗摩减磨的作用。

微量润滑切削加工技术，其指将微量的润滑液和具有一定压力的气体混合雾 化后，输送到摩擦界面起到冷却润滑作用的一种切削加工方法，高压气体主要 起到冷却和排屑的作用，微量润滑达到甚至超过了浇注式的润滑效果，，具有代 替传统的浇注式冷却润滑体现出了巨大的优势和发展前景，但是经研究显示， 起雾化效果的高压气体并没有起到预期那样良好的冷却效果。