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(fèi)用以及便于機(jī)械制造過(guò)程的優(yōu)化 3 1 介紹 這項(xiàng)研究的目的是在已知試驗(yàn)的切削條件下通過(guò)對(duì)高速加工與刀具間的壽命之間的關(guān)系的調(diào)查，來(lái)優(yōu)化選擇機(jī)械加工過(guò)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(guò)程中切削用具的加工費(fèi)用之間的關(guān)系。 這項(xiàng)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(guò)研究在高速切削條件下的高磨損率和加工費(fèi)用之間的彼此關(guān)系，可以更好得了解這項(xiàng)方案的執(zhí)行過(guò)程以及采用這種方案所帶來(lái)的效益。目前，幾乎沒(méi)有或者說(shuō)沒(méi)有數(shù)據(jù)來(lái)解釋當(dāng)使用堅(jiān)固以及帶分度的切削機(jī) 10時(shí)，所需的生命周期的費(fèi)用，刀具性能，工件的表面粗糙度和尺寸精度。但是，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)金屬切削機(jī)床中的刀具費(fèi)用是加工零件所需費(fèi)用的三分之一。因此降低制造費(fèi)用是刀具經(jīng)營(yíng)系統(tǒng) 16的首要目標(biāo)。采用這項(xiàng)研究的指導(dǎo)方針的好處有：在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)價(jià)值的基礎(chǔ)上，它將幫助決定最合理的加工費(fèi)用以及刀具的更換方案。這項(xiàng)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(jì)劃中與某些因素進(jìn)一步聯(lián)系起來(lái)。比如，這些因素指的是定期檢修，存貨水平和加工費(fèi)用。 3 2 實(shí)驗(yàn)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(guò)程中用來(lái)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)是根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 99346而進(jìn)行的。 試驗(yàn)是在多主軸高速機(jī)床上進(jìn)行的，該機(jī)床型號(hào)為 3 1）刀具磨損量的 測(cè)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(jìn)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(cè)量所得。另一方面，根據(jù) 99346當(dāng)工件材料的長(zhǎng)度與直徑比達(dá)到 10 時(shí)，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(shí)驗(yàn)所用的車(chē)床 件與切削刀具 在這次實(shí)驗(yàn)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(zhǎng) 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(shí)驗(yàn)的執(zhí)行是符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 685 9346的，當(dāng)工件的長(zhǎng)度與直徑比為 10 時(shí)，該實(shí)驗(yàn)就停止進(jìn)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(guò)直徑比被測(cè)量的，以及平均硬度的測(cè)量值為 29據(jù) 定，表 出了實(shí)驗(yàn)期間所用的各種切削刀具。表 3 2 列出了實(shí)驗(yàn)中所用的三種切削工具，表 3 3 給出了涂層種類(lèi)，表 3 4 列出了被檢測(cè)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(shí)驗(yàn)所用的 140 鋼的化學(xué)成分 切削刀具 標(biāo)準(zhǔn) 基 材 級(jí) 配 公 司 未涂碳 60408 13 60408 13 010 60408 13 32 3 2：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jiàn)。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(guò)使用高噴射流的冷卻 液對(duì)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(guò)某中磨損機(jī)制的作用如高速機(jī)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(xì)解釋將在第 5 章介紹。另外，第 5 章還覆蓋了冷卻液的簡(jiǎn)歷種類(lèi)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(rùn)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) 68546規(guī)定，表 3 6 列出了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(dá)到了應(yīng)用范圍的最高極限。如果速度再增加的話將會(huì)導(dǎo)致刀具的壽命再實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)很短時(shí)間內(nèi)就耗盡或很快損壞。 車(chē)削實(shí)驗(yàn)是在干燥，潮濕以及不同切削速度的條件下進(jìn)行的，然而兩種實(shí)驗(yàn)所需的進(jìn)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(guò)程的實(shí)驗(yàn)測(cè)試 最大動(dòng)力為 車(chē)床（ 300）用于車(chē)削熱軋鋼 且車(chē)削過(guò)程是在前面所描述的條件下進(jìn)行的。為了保證切削是在非常正確的速度下執(zhí)行的，該實(shí)驗(yàn)采用了轉(zhuǎn)速表來(lái)測(cè)量每次單獨(dú)切削工件前的旋轉(zhuǎn)速度。 光學(xué)顯微鏡用來(lái)測(cè)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(shí)驗(yàn)就停止進(jìn)行。 1. 最大的后刀面磨損為 . 平均后刀面磨損為 初實(shí)驗(yàn)的目的是為了確定磨損極限。然而，實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的不同間隔時(shí)期觀察并測(cè)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(shí)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(shí)間函數(shù)圖象。圖 37 是含 具（ 刀面磨損與切削時(shí)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(jī)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(shí)（ 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(shuō)明了任何所闡述的車(chē)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(huì)增高，圖 3 7 說(shuō)明了任何所闡述的車(chē)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(huì)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(jī)理）進(jìn)行詳細(xì)全面的介紹。 在正常磨損階段之后，曲線看起來(lái)彼此互相平行。這就說(shuō)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(shuō)明了 后刀面磨損曲線經(jīng)歷了三個(gè)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(gè)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(shí)期磨損率較高，它隨著時(shí)間的增長(zhǎng)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(guò)初期磨損階段之后，就意味著進(jìn)入正常磨損階段。但是，該時(shí)期的磨損率沒(méi)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(gè)時(shí)期是 磨損的最后階段，它將導(dǎo)致刀具的損壞。快速磨損揭示了裂紋的形成，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(shí)驗(yàn)揭示了快速破壞發(fā)生在切削過(guò)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(guò)工件時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)間函數(shù) (潮濕 &干燥 ) 圖 3 6 ： 燥和潮濕 )后刀面磨損與切削時(shí)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(shí)間函數(shù)