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附錄 1 英文原文 英文原文 F he of is to by of on is to 12,18,19]. at on of of or no 10]. in a of of is of a 6]. of on in in to as of he a of of In in 685 1993 [46]. on a (a an a of up 00 a of by a (to at On 0, 685 1993 [46], to .2 mm to up of to he n 140 as as 140H (4140) 15 x cm 322 304 of is .1 to in 46], 0 to 46]. of 9of .1 to SO of in as of as is on a SO 525 in 60408 ......... 13 60408 60408 of of 1 μ-3 t 3 (t is a in in It is at a 0%. on 17] to is to be at of ). 47] by of in it to 48] of in . in as .4 a .3 cm a .1 is in as It by at of of be . a of of be . ° ' 2° 0 ' ' 000° ____ 0° ° ° ___________ 52° ______________ 3° of on B -4 803685 [46] as 10 m/m/of in or at mm/of of as A 300 f in or of ot A to on in to at An to of if of - .7 mm 2- .6 in to It on VB,0.7 is to be at 3as a of -6 as a of -7 as a of of at of of in of of -6 at of at a at -7 at of at a at of be in ( to at of in or by 11], 12]. or in to of is by in of , 2, -6 is as of of a on it of to a of to it to to on at it is to be in of m/0 90 120 150 180 10 260 310 360 410 10 260 310 360 410 ( as a of ( as a of ( 0.0 o t t 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 as a of 附錄 2 外文翻譯 第三章 在干燥和潮濕的條件下研究高速切削的費用以及便于機械制造過程的優(yōu)化 3． 1 介紹 這項研究的目的是在已知試驗的切削條件下通過對高速加工與刀具間的壽命之間的關(guān)系的調(diào)查，來優(yōu)化選擇機械加工過程。此外，在具有可選擇的磨損標(biāo)準(zhǔn)下研究切削液的影響，以及研究不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)與處于高速加工過程中切削用具的加工費用之間的關(guān)系。 這項調(diào)查研究顯示：磨損率與切削速度成比例，觀察到的 [12， 18， 19]證明了這一結(jié)論 。通過研究在高速切削條件下的高磨損率和加工費用之間的彼此關(guān)系，可以更好得了解這項方案的執(zhí)行過程以及采用這種方案所帶來的效益。目前，幾乎沒有或者說沒有數(shù)據(jù)來解釋當(dāng)使用堅固以及帶分度的切削機 [10]時，所需的生命周期的費用，刀具性能，工件的表面粗糙度和尺寸精度。但是，這項研究發(fā)現(xiàn)金屬切削機床中的刀具費用是加工零件所需費用的三分之一。因此降低制造費用是刀具經(jīng)營系統(tǒng) [16]的首要目標(biāo)。采用這項研究的指導(dǎo)方針的好處有：在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)價值的基礎(chǔ)上，它將幫助決定最合理的加工費用以及刀具的更換方案。這項研究另外還提供了程 序控制的可視性以及幫助經(jīng)理在早期的處理計劃中與某些因素進一步聯(lián)系起來。比如，這些因素指的是定期檢修，存貨水平和加工費用。 3． 2 實驗性研究 研究形成了選擇正確的切削刀具，切削速度以及選擇處于研究過程中用來加工工件材料的切削工具的合理磨損標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)方針。這項研究還考慮了各種不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)范圍為 具壽命的限制 )。本實驗是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn) 993[46]而進行的。 試驗是在多主軸高速機床上進行的，該機床型號為 3— 1）刀具磨損量的 測量采用放大倍數(shù)為 300 的光學(xué)顯微鏡，并且該顯微鏡裝有電子顯微掃描儀（ 為了確保工件是在極其精確的切削速度下進行，工件的旋轉(zhuǎn)速度是在每一次切削之前由數(shù)字轉(zhuǎn)速表（ 5100）測量所得。另一方面，根據(jù) 993[46]當(dāng)工件材料的長度與直徑比達到 10 時，該工件材料就的被替換，這是為了確保工件的穩(wěn)定性與安全性。為了清除灰塵薄膜以及確保工件的直線度，兩次試切的深度應(yīng)為 圖 3— 1：實驗所用的車床 件與切削刀具 在這次實驗中，熱軋 鋼 選擇作為工件材料。以下列出了工件屬性： 描述： 熱扎合金鋼條， 140H(4140)。 尺寸： 直徑 15線方向長 熱處理： 真空處理， 理，退火和調(diào)制處理，形成 化學(xué)成分： 依據(jù) 準(zhǔn)，工件的化學(xué)成分在表 已給出。實驗的執(zhí)行是符合國際標(biāo)準(zhǔn)組織 685— 93[46]的，當(dāng)工件的長度與直徑比為 10 時，該實驗就停止進行并且替換工件，目的是為了符合 6]的規(guī)定。每根鋼條的硬度 通過直徑比被測量的，以及平均硬度的測量值為 29據(jù) 定，表 出了實驗期間所用的各種切削刀具。表 3— 2 列出了實驗中所用的三種切削工具，表 3— 3 給出了涂層種類，表 3— 4 列出了被檢測的三種切削刀具的結(jié)構(gòu)。圖 3— 2 給出了普通切削刀具的幾何角度。根據(jù) 準(zhǔn) 525 規(guī)定，圖 3— 3 描繪出了刀具牢固地安裝在刀夾上的情況。 表 3— 1 實驗所用的 140 鋼的化學(xué)成分 切削刀具 標(biāo)準(zhǔn) 基 材 級 配 公 司 未涂碳 60408 ……… 13 60408 13 010 60408 13 32 3— 2：實驗所用的各種切削刀具 碳 3— 3 ：涂層物 涂 層 厚 度 層 數(shù) t 3 (間體 ) 冷卻物 普遍認(rèn)為冷卻乳化液能幫助降低磨損率和切削溫度。實驗所用冷卻液是以乳化液為基礎(chǔ)的水溶液，商業(yè)上稱作′ 其中含水量為 10%。冷卻液的化學(xué)成分在表 3— 5 已列出。以前的研究人員就更好的冷卻液的流向有著不同的意見。7]表明為了減少刀具磨損率切削液的流向應(yīng)在切屑的背后（ A 向）。 7]發(fā)現(xiàn)通過使用高噴射流的冷卻 液對準(zhǔn) B 向就能減少刀具磨損率。 8]調(diào)查了降低刀具磨損的冷卻液方向并且發(fā)現(xiàn)在所有的建議中最有效的方向是 B 向。因此，圖 用的冷卻液以直徑為 噴嘴流出，流速為 向是 B 向。但是，目前的研究表明在所有作為冷卻液而增加刀具壽命的事例中，這種方案并不是十分正確的。研究發(fā)現(xiàn)通過某中磨損機制的作用如高速機床（ 冷卻乳化液幫助減少了刀具磨損率。這種冷卻液的效果的詳細解釋將在第 5 章介紹。另外，第 5 章還覆蓋了冷卻液的簡歷種類解釋以及使用方法。 表 3— 4：切削刀具的 幾何數(shù)據(jù) 刀具幾何 寸 刀尖圓弧半徑 角 ° 后角 ′ 副偏角 2° 余偏角 0° 副前角 ′ 副后角 ′ 表 3— 5：冷卻劑的化學(xué)成分 硫 20— 30% 芳香酒精 3— 5% 丙烯甘醇以太 3— 5% 石油潤滑油 30— 35% 非離子表面活化劑 3— 5% 氯化烯烴聚合物 20— 30% ° ____ 0° ° ° ___________ 52° ______________ 3° 3— 2：刀具幾何 圖 3— 3：安裝在刀夾上的切削刀具照片 A B 圖 3— 4：冷卻液的流向 切削條件 根據(jù) 685[46]規(guī)定，表 3— 6 列出了整個實驗過程所用的五種切削速度。切削速度為 410m/應(yīng)的刀具涂層含碳， 180m/應(yīng)的刀具涂層不含碳，這兩種速度大約達到了應(yīng)用范圍的最高極限。如果速度再增加的話將會導(dǎo)致刀具的壽命再實驗開始時很短時間內(nèi)就耗盡或很快損壞。 車削實驗是在干燥，潮濕以及不同切削速度的條件下進行的，然而兩種實驗所需的進給量和切削深度各自為 1 3— 6 給出了三種切削刀具所用的五種速度。 具壽 命過程的實驗測試 最大動力為 車床（ 300）用于車削熱軋鋼 且車削過程是在前面所描述的條件下進行的。為了保證切削是在非常正確的速度下執(zhí)行的，該實驗采用了轉(zhuǎn)速表來測量每次單獨切削工件前的旋轉(zhuǎn)速度。 光學(xué)顯微鏡用來測量切削刀具的后刀面磨損。如果以下兩種條件中有一種發(fā)生的話，該實驗就停止進行。 1. 最大的后刀面磨損為 . 平均后刀面磨損為 初實驗的目的是為了確定磨損極限。然而，實驗發(fā)現(xiàn)在常規(guī)條件下切削刀具也存在磨損破壞。因此， 作為刀具 壽命的極限。在整個實驗過程的不同間隔時期觀察并測量到刀具后刀面磨損。圖 3— 5 是在干燥，潮濕條件下，不含碳（ 具的后刀面磨損量與時間的函數(shù)圖象，并且只包含了三種切削速度。 圖 3— 6 是含有夾層刀具（ 后刀面磨損與切削時間函數(shù)圖象。圖 3—7 是含 具（ 刀面磨損與切削時間的函數(shù)圖象，前面所提到的三張圖包含了三種切削速度。附件上的切削速度曲線清晰地表示出機器的兩種條件下的磨損狀況。以上所提到的圖象表現(xiàn)出：乳化液可提高 削刀具的壽命；尤其是在切削時（ 3 分鐘后使用切削液， ( 分鐘后更明顯。但是， 用乳化液則產(chǎn)生負(fù)面影響。 圖 3— 5， 3— 6 說明了任何所闡述的車削條件下，刀具在正常磨損階段干燥切削條件下，后刀面磨損率會增高，圖 3— 7 說明了任何所闡述的車削條件下，在正常磨損階段潮濕切削條件下刀具后刀面磨損率也會增高。這種材料性能行為的原因?qū)⒃诘谖逭拢ㄔ诔睗駰l件下 磨損機理）進行詳細全面的介紹。 在正常磨損階段之后，曲線看起來彼此互相平行。這就說明了在干燥和潮濕切削條件下刀具后刀面的磨損率是相同的。前面的圖表說明了 后刀面磨損曲線經(jīng)歷了三個階段：初期磨損階段，正常磨損階段或穩(wěn)定磨損階段以及急劇磨損階段。相似的觀察結(jié)果也記錄在 1]， 2]。以下介紹這三個階段的概況： 初期磨損階段：產(chǎn)生的原因是為了快速磨平切削刃，而該時期磨損率較高，它隨著時間的增長而減少。圖 3— 6 的曲線 1， 2， 3 隨著切削速度的增高而下降。 正常磨損階段：圖片中的三種切削工具，經(jīng)過初期磨損階段之后，就意味著進入正常磨損階段。但是，該時期的磨損率沒有初期階段那么劇烈，而是比較緩慢均勻。 急劇磨損階段：這個時期是 磨損的最后階段，它將導(dǎo)致刀具的損壞?？焖倌p揭示了裂紋的形成，它們將削減切削刃并且持續(xù)抵抗高切削力，因此導(dǎo)致刀具出現(xiàn)裂紋。該實驗揭示了快速破壞發(fā)生在切削過程中；將導(dǎo)致工件表面的損壞。因此，可以想象，到最后切削階段通過工件時刀具損壞產(chǎn)生，也就使工件產(chǎn)生刮痕的幾率增高。 表 3— 6：實驗中特殊刀具的切削速度 切削工具 切削速度（ m/ 0 120 150 180 60 310 360 410 60 310 360 410 含碳（ (潮濕 &干燥 ) 圖 3— 5： 燥和潮濕 )后刀面磨損與切削時間函數(shù) (潮濕 &干燥 ) 圖 3— 6 ： 燥和潮濕 )后刀面磨損與切削時間函數(shù) 干燥 &潮濕 ) ( 0.0 o t t 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 圖 3— 7 ： 燥和潮濕 )后刀面磨損與切削時間函數(shù)