机械工程学报

作者：张保玉, 邓文君, 汤勇, 唐恒

单位：1. 安徽大学电气工程与自动化学院 合肥 230601;2. 合肥工业大学机电产品低碳循环利用技术与装备安徽省重点实验室 合肥 230009;3. 华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510641;4. 深圳大学机电与控制工程学院 深圳 518060

关键词：犁挤-切削加工,微针阵列结构,切屑成形,高效制造,表面结构；

基金：国家自然科学基金(52475481, 52235011)、中央科研基本业务费专项资金(PA2024GDSK0067)、安徽省自然科学基金(2408085QE172)和广东省自然科学基金(2025A1515010919)资助项目。

金属微针阵列是滴状冷凝强化表面的通用基底，在沙漠集水、海水淡化、高效换热等领域得到广泛应用。然而，微针针体的细长锥形结构和极小尺寸导致现有加工工艺无法实现微针阵列结构的高效制造。为此，基于塑性金属单元切屑成形原理，提出一种微针阵列犁挤-切削加工新方法，并对微针阵列的加工参数和成形机理进行分析。结果发现，微针阵列的成形能力与相对犁切深度tpd和刀具前角γc呈负相关性，与犁切深度tp呈正相关性。前置犁挤过程将切削层金属分为分离层和成形层，分离层用于产生微针阵列底部的连续带材，成形层通过金属大塑性“层积和挤裂”过程产生圆形截面的微针单元。犁挤-切削加工法通过调控工艺参数可制备挺拔、细长的针体结构，是一种简单、可行的微针阵列高效加工方法。

来源：2025年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第17期