多仿生微结构刀具

切削能耗降63%

通过硬质合金刀具表面超疏油/超亲脂仿生微结构，在微量润滑车削中显著降低比切削能。

Chuangyang, Wang · 崔晓斌 · Guo, Jingxia · Ren, Lei · Xiang, Daohui · 明平美

Journal of Manufacturing Processes 2025

参数信息

比切削能降低率

28–63 %

SMM1最优微结构单元直径

430 μm

SMM2最优微结构单元直径

455 μm

最优油流量

13 mL/min

技术优势

能耗降低最高达63%

SMM与不同流量协同作用，将比切削能降低率从28%提升至63%，直接降低加工能耗。

参数组合可调优

论文给出了两种微结构下的最优参数组合：SMM1为de=430 μm, fr=13 mL/min；SMM2为de=455 μm, fr=13 mL/min，便于工艺人员直接选用。

低流量下SMM1更优

在相对较低的油流量下，SMM1因油滴更容易且更快聚集而优于SMM2，可减少润滑剂用量。

高流量下SMM2更优

在相对较高的油流量下，SMM2因储油能力更强而优于SMM1，适合需要充足润滑的工况。

应用场景

• 绿色切削加工：用微结构刀具降低切削能耗，减少植物油基润滑剂用量。
• 刀具表面工程：通过表面润湿性设计，优化润滑剂在刀具上的铺展与储存。
• 仿生微纳制造：融合多种仿生微结构特征，实现超疏油/超亲脂功能表面。