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附录 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 -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 附录 2 外文翻译 第三章 在干燥和潮湿的条件下研究高速切削的费用以及便于机械制造过程的优化 3 1 介绍 这项研究的目的是在已知试验的切削条件下通过对高速加工与刀具间的寿命之间的关系的调查，来优化选择机械加工过程。此外，在具有可选择的磨损标准下研究切削液的影响，以及研究不同的磨损标准与处于高速加工过程中切削用具的加工费用之间的关系。 这项调查研究显示：磨损率与切削速度成比例，观察到的 12， 18， 19证明了这一结论 。通过研究在高速切削条件下的高磨损率和加工费用之间的彼此关系，可以更好得了解这项方案的执行过程以及采用这种方案所带来的效益。目前，几乎没有或者说没有数据来解释当使用坚固以及带分度的切削机 10时，所需的生命周期的费用，刀具性能，工件的表面粗糙度和尺寸精度。但是，这项研究发现金属切削机床中的刀具费用是加工零件所需费用的三分之一。因此降低制造费用是刀具经营系统 16的首要目标。采用这项研究的指导方针的好处有：在不同的磨损标准价值的基础上，它将帮助决定最合理的加工费用以及刀具的更换方案。这项研究另外还提供了程 序控制的可视性以及帮助经理在早期的处理计划中与某些因素进一步联系起来。比如，这些因素指的是定期检修，存货水平和加工费用。 3 2 实验性研究 研究形成了选择正确的切削刀具，切削速度以及选择处于研究过程中用来加工工件材料的切削工具的合理磨损标准的指导方针。这项研究还考虑了各种不同的磨损标准范围为 具寿命的限制 )。本实验是根据国际标准 99346而进行的。 试验是在多主轴高速机床上进行的，该机床型号为 3 1）刀具磨损量的 测量采用放大倍数为 300 的光学显微镜，并且该显微镜装有电子显微扫描仪（ 为了确保工件是在极其精确的切削速度下进行，工件的旋转速度是在每一次切削之前由数字转速表（ 5100）测量所得。另一方面，根据 99346当工件材料的长度与直径比达到 10 时，该工件材料就的被替换，这是为了确保工件的稳定性与安全性。为了清除灰尘薄膜以及确保工件的直线度，两次试切的深度应为 图 3 1：实验所用的车床 件与切削刀具 在这次实验中，热轧 钢 选择作为工件材料。以下列出了工件属性： 描述： 热扎合金钢条， 140H(4140)。 尺寸： 直径 15线方向长 热处理： 真空处理， 理，退火和调制处理，形成 化学成分： 依据 准，工件的化学成分在表 已给出。实验的执行是符合国际标准组织 685 9346的，当工件的长度与直径比为 10 时，该实验就停止进行并且替换工件，目的是为了符合 6的规定。每根钢条的硬度 通过直径比被测量的，以及平均硬度的测量值为 29据 定，表 出了实验期间所用的各种切削刀具。表 3 2 列出了实验中所用的三种切削工具，表 3 3 给出了涂层种类，表 3 4 列出了被检测的三种切削刀具的结构。图 3 2 给出了普通切削刀具的几何角度。根据 准 525 规定，图 3 3 描绘出了刀具牢固地安装在刀夹上的情况。 表 3 1 实验所用的 140 钢的化学成分 切削刀具 标准 基 材 级 配 公 司 未涂碳 60408 13 60408 13 010 60408 13 32 3 2：实验所用的各种切削刀具 碳 3 3 ：涂层物 涂 层 厚 度 层 数 t 3 (间体 ) 冷却物 普遍认为冷却乳化液能帮助降低磨损率和切削温度。实验所用冷却液是以乳化液为基础的水溶液，商业上称作 其中含水量为 10%。冷却液的化学成分在表 3 5 已列出。以前的研究人员就更好的冷却液的流向有着不同的意见。7表明为了减少刀具磨损率切削液的流向应在切屑的背后（ A 向）。 7发现通过使用高喷射流的冷却 液对准 B 向就能减少刀具磨损率。 8调查了降低刀具磨损的冷却液方向并且发现在所有的建议中最有效的方向是 B 向。因此，图 用的冷却液以直径为 喷嘴流出，流速为 向是 B 向。但是，目前的研究表明在所有作为冷却液而增加刀具寿命的事例中，这种方案并不是十分正确的。研究发现通过某中磨损机制的作用如高速机床（ 冷却乳化液帮助减少了刀具磨损率。这种冷却液的效果的详细解释将在第 5 章介绍。另外，第 5 章还覆盖了冷却液的简历种类解释以及使用方法。 表 3 4：切削刀具的 几何数据 刀具几何 寸 刀尖圆弧半径 角 后角 副偏角 2 余偏角 0 副前角 副后角 表 3 5：冷却剂的化学成分 硫 20 30% 芳香酒精 3 5% 丙烯甘醇以太 3 5% 石油润滑油 30 35% 非离子表面活化剂 3 5% 氯化烯烃聚合物 20 30% _ 0 _ 52 _ 3 3 2：刀具几何 图 3 3：安装在刀夹上的切削刀具照片 A B 图 3 4：冷却液的流向 切削条件 根据 68546规定，表 3 6 列出了整个实验过程所用的五种切削速度。切削速度为 410m/应的刀具涂层含碳， 180m/应的刀具涂层不含碳，这两种速度大约达到了应用范围的最高极限。如果速度再增加的话将会导致刀具的寿命再实验开始时很短时间内就耗尽或很快损坏。 车削实验是在干燥，潮湿以及不同切削速度的条件下进行的，然而两种实验所需的进给量和切削深度各自为 1 3 6 给出了三种切削刀具所用的五种速度。 具寿 命过程的实验测试 最大动力为 车床（ 300）用于车削热轧钢 且车削过程是在前面所描述的条件下进行的。为了保证切削是在非常正确的速度下执行的，该实验采用了转速表来测量每次单独切削工件前的旋转速度。 光学显微镜用来测量切削刀具的后刀面磨损。如果以下两种条件中有一种发生的话，该实验就停止进行。 1. 最大的后刀面磨损为 . 平均后刀面磨损为 初实验的目的是为了确定磨损极限。然而，实验发现在常规条件下切削刀具也存在磨损破坏。因此， 作为刀具 寿命的极限。在整个实验过程的不同间隔时期观察并测量到刀具后刀面磨损。图 3 5 是在干燥，潮湿条件下，不含碳（ 具的后刀面磨损量与时间的函数图象，并且只包含了三种切削速度。 图 3 6 是含有夹层刀具（ 后刀面磨损与切削时间函数图象。图 37 是含 具（ 刀面磨损与切削时间的函数图象，前面所提到的三张图包含了三种切削速度。附件上的切削速度曲线清晰地表示出机器的两种条件下的磨损状况。以上所提到的图象表现出：乳化液可提高 削刀具的寿命；尤其是在切削时（ 3 分钟后使用切削液， ( 分钟后更明显。但是， 用乳化液则产生负面影响。 图 3 5， 3 6 说明了任何所阐述的车削条件下，刀具在正常磨损阶段干燥切削条件下，后刀面磨损率会增高，图 3 7 说明了任何所阐述的车削条件下，在正常磨损阶段潮湿切削条件下刀具后刀面磨损率也会增高。这种材料性能行为的原因将在第五章（在潮湿条件下 磨损机理）进行详细全面的介绍。 在正常磨损阶段之后，曲线看起来彼此互相平行。这就说明了在干燥和潮湿切削条件下刀具后刀面的磨损率是相同的。前面的图表说明了 后刀面磨损曲线经历了三个阶段：初期磨损阶段，正常磨损阶段或稳定磨损阶段以及急剧磨损阶段。相似的观察结果也记录在 1， 2。以下介绍这三个阶段的概况： 初期磨损阶段：产生的原因是为了快速磨平切削刃，而该时期磨损率较高，它随着时间的增长而减少。图 3 6 的曲线 1， 2， 3 随着切削速度的增高而下降。 正常磨损阶段：图片中的三种切削工具，经过初期磨损阶段之后，就意味着进入正常磨损阶段。但是，该时期的磨损率没有初期阶段那么剧烈，而是比较缓慢均匀。 急剧磨损阶段：这个时期是 磨损的最后阶段，它将导致刀具的损坏。快速磨损揭示了裂纹的形成，它们将削减切削刃并且持续抵抗高切削力，因此导致刀具出现裂纹。该实验揭示了快速破坏发生在切削过程中；将导致工件表面的损坏。因此，可以想象，到最后切削阶段通过工件时刀具损坏产生，也就使工件产生刮痕的几率增高。 表 3 6：实验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（ (潮湿 &干燥 ) 图 3 5： 燥和潮湿 )后刀面磨损与切削时间函数 (潮湿 &干燥 ) 图 3 6 ： 燥和潮湿 )后刀面磨损与切削时间函数 干燥 &潮湿 ) ( 0.0 o t t 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 图 3 7 ： 燥和潮湿 )后刀面磨损与切削时间函数
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