刀具表面状态对电工钢板剪切断面完整性的影响

• 作者: 朱奕玮 汤彪 路家斌 阎秋生
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 电工钢板材 横向剪切 接触环境 剪切断面完整性 有限元仿真
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 专题——2018年国家自然科学基金研究进展
• 页码范围: 159-169
• 页数: 11页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 5794字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.11.016

摘要

目的 研究电工钢板材精密剪切加工过程中,刀具表面粗糙度与润滑条件对剪切断面完整性的影响.方法 使用不同表面粗糙度的刀具,分别在干切和润滑下对0.5 mm厚的无取向电工钢进行剪切加工实验,使用MahrXT20粗糙度轮廓仪检测刀具表面粗糙度,使用Kistler三向测力仪测量剪切过程中的三向力,使用Keyence超景深显微镜检测断面形貌和截面轮廓,使用维氏显微硬度计测试剪切边缘硬度分布,使用有限元方法计算刀具表面粗糙度和润滑油膜对刀具-工件表面接触面积和摩擦力的影响.结果 干切条件下,刀具表面粗糙度Ra值越大,剪切力越大,剪切边缘加工硬化越大,剪切断面完整性越差.润滑条件下,随刀具表面粗糙度Ra值的增加,剪切断面完整性先变好后变差,且加工硬化与剪切力都呈现出先减小后增加的趋势.刀具表面粗糙度Ra值较小或较大时,加注润滑剂难以改善加工效果,甚至产生负面影响.板材与刀具接触界面润滑条件下,刀具表面粗糙度Ra=0.2μm时有最优加工效果,相对干切条件,其光亮带高度和表面完整性分别增加16.9％和4.3％,塌角高度、硬化层相对深度以及Fy和Fz分别减少15.4％、28.1％、26.9％和7.1％.结论 刀具表面粗糙度Ra增大,工件材料的附加微观变形增大,造成剪切断面完整性恶化;当刀具表面粗糙度合适时,添加润滑剂,可以在接触界面形成连续油膜,显著减少刀具与板材间固体接触面积和摩擦力,提高剪切断面完整性.工业生产中,刀具会逐渐磨损,导致表面粗糙度增大,故必须关注刀具表面粗糙度对剪切断面完整性的影响,并注重与润滑油的配合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	阎秋生	广东工业大学机电工程学院	146	787	13.0	20.0
2	路家斌	广东工业大学机电工程学院	58	257	9.0	12.0
3	汤彪	广东工业大学机电工程学院	2	0	0.0	0.0
4	朱奕玮	广东工业大学机电工程学院	4	2	1.0	1.0