织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究.pdf

２０２４年６月机床与液压Ｊｕｎ２０２４

第５２卷第１１期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ５２Ｎｏ１１

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１３８８１２０２４１１０１８

文献引用：刘朝伟，杨发展，姜芙林，等．织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究［Ｊ］．机床与液压，２０２４，５２（１１）：

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１１４１２４．

Ｃｉｔｅａｓ：ＬＩＵＺｈａｏｗｅｉ，ＹＡＮＧＦａｚｈａｎ，ＪＩＡＮＧＦｕｌｉｎ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｅｘｔｕｒｅｄｔｏｏｌｓｕｒｆａｃｅａｎｄ

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ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０２４，５２（１１）：１１４１２４．

织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究

１，２１，２１，２１，２１，２１，２１，２

刘朝伟，杨发展，姜芙林，黄珂，杨宇，赵烁，隋潇斌

（１青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛２６６５２０；２工业流体节能

与污染控制教育部重点实验室，山东青岛２６６５２０）

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摘要：在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构，可大幅改善刀具切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织

构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征，通过有限元仿真分析软件ＡＢＡＱＵＳ对不同织构类型的刀具进行分析，结合刀具的

应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。同时，利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合

金磨球进行摩擦磨损实验，测定其摩擦因数，分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。仿真及试验结果表明：刀具

Ｔ１应力集中区分布广泛，应力集中严重；相对于Ｔ１，刀具Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５的等效应力值出现大幅降低，且应力分布较为

均匀，其中刀具Ｔ４的表面等效应力值最低，且降温效果最优。上述结果表明：带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的

摩擦因数均有不同程度降低，一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损，其中Ｔ４摩擦因数降低最为显著，减摩效果最为

突出。

关键词：织构化刀具；摩擦磨损特征；减摩耐磨机制

中图分类号：ＴＨ１１７；ＴＨ７０６

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＦｒｉｃｔｉｏｎａｎｄＷｅａｒＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＴｅｘｔｕｒｅｄＴｏｏｌＳｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅ

ＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＲｅｄｕｃｉｎｇＦｒｉｃｔｉｏｎａｎｄＷｅａｒ

１，２１，２１，２１，２１，２１，２１，２

ＬＩＵＺｈａｏｗｅｉ，ＹＡＮＧＦａｚｈａｎ，ＪＩＡＮＧＦｕｌｉｎ，ＨＵＡＮＧＫｅ，ＹＡＮＧＹｕ，ＺＨＡＯＳｈｕｏ，ＳＵＩＸｉａｏｂｉｎ

（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ