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摘要
在拉削加工过程中，切屑会暂时存储在刀具的容屑槽中，划伤工件的已加工表面。传统的微结构刀具由于被动纳屑、效率低下，造成磨屑溢出，会影响拉削性能，为此，通过研究细胞纤毛结构的自清洁特性原理，提出了一种添加碳纤维材料的新型微结构刀具，并对碳纤维复合功能表面刀具的拉削性能进行了实验研究。首先，采用激光加工的方式，在键槽拉刀表面制备倒三角形微结构作为底层微结构，填充硅胶作为结合层，通过碳纤维束仿生纤毛组织与结合层紧密连接，制备了新型微结构刀具；然后，同单一倒三角织构刀具，在干切、水冷、油冷条件下进行了对比切削试验；最后，分别从切屑形态、加工质量、拉削负载等方面对新型微结构刀具的拉削性能进行了分析。研究结果表明：相较于单一倒三角形微结构，新型微结构刀具拉削产生的切屑形态弯曲程度升高了近44.6%,已加工工件表面质量提高了50.7%,拉削负载同理论曲线误差降低了69%;同时发现，新型微结构刀具的切屑形态与表面粗糙度存在98.7%的相关性，这说明，针对新型微结构刀具，凭借切屑形态就能对加工工件表面质量进行准确预测。
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单位浙江省机电产品质量检测所; 杭州电子科技大学
