外文翻譯--關(guān)于模仿正交切削和核實邊緣斷裂模型的一個新的車削方法的研究 中文版

1、<p>　　外文資料名稱：關(guān)于模仿正交切削和核實邊緣斷裂模型的一個新的車削的方法的研究 </p><p>　　外文資料出處：Int J Adv Manuf Technol (2005) 26: 965–969</p><p>　　DOI10.1007/s00170-004-2087-6</p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文

2、 </p><p>　　2.外文原文 </p><p>　　關(guān)于模仿正交切削和核實邊緣斷裂模型的一個新的車削方法的研究</p><p>　　Gwo-Lianq Chern 譯：趙

3、氣沛</p><p>　　摘要：為了核實一個在設(shè)計者以前工作中也曾經(jīng)提到過的預(yù)言模型邊緣斷裂，正交切削的實驗應(yīng)運而生。 CNC車床被運用執(zhí)行被模仿的正交切削。 制件：由鋁合金Al 6061-T6制成，是一個帶有方形的螺紋和軸向或輻形凹線的圓柱形棒。 穿線和挖溝插入物與一平最尖端被選擇了作為切割工具。 實驗數(shù)據(jù)用于核實早先被開發(fā)的邊緣斷裂模型。 試驗的證明與模型預(yù)測法有極好的吻合。</p><p

4、>　　關(guān)鍵字：邊緣斷裂?正交切削?車螺紋?車削</p><p><b>　　1．簡介</b></p><p>　　眾所周知，切削過程導(dǎo)致了在從切削邊緣到工件的自由面的哪一段不連續(xù)區(qū)域的局部剪切。 使用掃描電子顯微鏡對用機器制造的芯片微觀形態(tài)學(xué)的所做的研究 (SEM)顯示切屑的形成發(fā)生是由于在剪切面和狹窄帶的重復(fù)切削，在缺口導(dǎo)致一個層狀結(jié)構(gòu)。大多這種加工結(jié)果在垂直

5、切削的條件下產(chǎn)生了。自從有人在十九世紀(jì)四十年代發(fā)明了這種金屬切削模型，許多研究者就試圖建立一個更精確的公式去預(yù)算在正交切削中的剪切角。因而正交切削成為了金屬切削的基本方法和最基礎(chǔ)的主題。Chern和Dornfeld曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)在正交切削中當(dāng)切削刀具離開工件時既沒有氣割邊也沒有產(chǎn)生邊緣斷裂。因為如果邊緣斷裂發(fā)生了，斜面在制件就會被觀察到。他們對氣割邊或者邊緣斷裂制定了一個規(guī)范并且提出了毛刺或斷裂預(yù)言的模型。在正交切削中，完美的鋒利的切削刃是一

6、條和切削速度垂直的直線并且在切削后產(chǎn)生一個平面。在真正的制造過程中，然而，真正的垂直割法很少見到。開槽(水平銑)和修整是垂直加工制造過程的二個類型。但是一個造型者的一系列切削速度受到很大的約束并且切削深度（無形變的切削厚度）在開槽中得不到統(tǒng)一。因此，修正和開槽在完成渴望得到的切削操作都有一定的局限性并且妨礙正</p><p>　　2．邊緣斷裂預(yù)言的模型</p><p>　　在正交切削的出口

7、，毛刺或邊緣斷裂(消極毛刺)被形成。 作者使用SEM輔臺研究了機械裝置關(guān)于正交切削出口階段的邊緣斷裂和毛刺形成。隨著刀具接近切削的末端定態(tài)的切屑形成停止了，一個消極的變形平面開始形成?？伤苄詮澢拖麡O變形平面的剪切是毛刺形成的主要原因然而沿著平面的裂紋擴展導(dǎo)致了邊緣斷裂。當(dāng)邊緣斷裂形成時在工件上產(chǎn)生了一個斜面。, 基于這些觀察，毛刺或斷裂模型提議如圖顯示： 這種刀具有在毛刺開始形成的地方有一個接近于A的前角 ，φ是剪切

8、角，T0是無變形切削厚度，也就是在這種情況下的切削深度。毛刺/邊緣斷裂模型的詳細(xì)資料的精確出處可以在8和9中查閱，在這本書中，僅僅必要的邊緣斷裂的方程式1-4如下引述。邊緣斷裂面的長度η, 有如下公式計算得到：η =to(cot φ+0.5cot βo) sin ?/(1?tan βo cot ?)</p><p><b>　　3．實驗步驟</b></p><p>　

9、　一組實驗被設(shè)計用來模擬正交切削：利用一個帶有螺紋的圓柱棒，沿著軸線方向的矩形螺紋被用來提供出口邊緣。此外為了這項研究每個螺紋被設(shè)計了一定的出口角。工件的尺寸和橫截面如圖3所示。出口角在每個旋轉(zhuǎn)方向分別為30，60，90，120度。工件的半徑是44.45mm最大切削深度是0.25mm。因此由于工件曲率導(dǎo)致的誤差可以被忽略。試驗是在CNC車床上進行的。此次試驗用的刀具是一種鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，車螺紋和帶溝槽的軸瓦帶有平的切削邊緣。刀架是經(jīng)過

10、改造的，消除了它的3度間隙角，這是為了在加工實驗中能夠達到統(tǒng)一的切削深度。</p><p>　　被用來加工的工件是由鋁合金Al 6061-T6制成的。屈服應(yīng)力和極限抗張強度分別為275MPa和310MPa。表1顯示了這些螺紋切削測驗的切削條件</p><p>　　切削邊緣的寬度是7.95mm。為了獲得統(tǒng)一的3.175的切削寬度，在軸向的進給率就像螺距一樣是固定的每分鐘轉(zhuǎn)速6.35mm。這次

11、實驗的切削深度（統(tǒng)一切屑厚度）是刀具在工件的徑向上前進運動產(chǎn)生的，可以選擇0.15mm和0.25mm。切削速度的范圍是1.52m每秒到6.1m每秒。因為最大切削深度和切削寬度的比值小于0.1，所以平面變形條件是不變的。</p><p><b>　　4．結(jié)果和模型確認(rèn)</b></p><p>　　利用先前研發(fā)的模型，剪切角首先由公式2計算出來是31度。一旦剪切角知道了，

12、不利的變形角也可以通過公式3和給定的出口角而被確定。然后等效應(yīng)變便可以通過公式4來計算出。每個出口角的變形角和等效應(yīng)變值如表格2中所示。通過計算出的等效應(yīng)變值和工件的斷裂張力，我們可以預(yù)算出邊緣斷裂是否會發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)除非邊有120度的出口角否則邊緣斷裂不會發(fā)生。邊緣斷裂面的長度或者是斷裂長度可以通過公式1預(yù)算出。圖4顯示了加工工件斷裂的側(cè)面輪廓。斷裂長度可以用顯微鏡來測量得到。圖5和圖6顯示了在不同出口角和不同切削速度下斷裂長度的測量

13、。從這些數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)90度的出口角導(dǎo)致更短的邊緣斷裂。曾經(jīng)被提到的模型預(yù)測也顯示了同樣的趨勢。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是90度產(chǎn)生的不利變形角比60度和30度時的要大。這樣就會使圖2d中點A更接近點J，而AJ距離就是邊緣斷裂長度。對于一個給定的出口角，邊緣斷裂長度隨著切削深度的增加而增加，就如圖5和圖6中所對比不同的切削厚度的結(jié)果。切削速度同樣也會在邊緣斷裂長度上有一定的影響。然而，在相同的切削條件下它的影響相對于切削深度和出口角 沒有

14、那么重要。這點可以通過公式2理解，式中剪切角沒</p><p><b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　從被提到的加工測驗中，我們可以得到以下結(jié)論：</p><p>　　1.研究得到的模型給了我們在邊緣斷裂現(xiàn)象很好的預(yù)測就像曾被提到的模擬正交切削的測驗。</p><p>　　2.斷裂的長度隨切削深度的增加而增加，