机械设计制造及其自动化专业英语.docx
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机械设计制造及其自动化专业英语
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ChapterOneMaterialsandMechanicalElementsLesson1IntroductionforMaterialsDesignersandengineersareusuallymoreinterestedinthebehaviorofmaterialsunderloadorwheninamagneticfieldinwhytheybehaveastheydo.Yetthebetteroneunderstandsthenatureofmaterialsandthereasonsfortheirphysicalandmechanicalpropertiesthemorequicklyandwiselywillhe/shebeabletochoosethepropermaterialforagivendesign.Generally,amaterialpropertyisthemeasuredmagnitudeofitsresponsetoastandardtestperformedaccordingtoastandardprocedureinagivenenvironment.Inengineeringmaterialstheloadsaremechanicalorphysicalinnatureandthepropertiesarerecordedinhandbooksor,fornewmaterials,aremadeavailablebythesupplier.Frequentlysuchinformationistabulatedforroom-temperatureconditionsonly,sowhentheactualserviceconditionsareatsubfreezingorelevatedtemperatures,moreinformationisneeded.
第一章材料和机械零件
第一课材料介绍
设计者和工程师们通常都会对在加载状态下或处于磁场中的材料的性能更感兴趣,而不关心它们为什么具有这个性能。
然而,一个人若能更好地理解这些材料的性质和它们的物理和机械的性能原因,了解得越清楚,他/她就能更快速和准确地选择合适的材料。
通常,材料性能是在给定的环境条件下按照规定的方法进行的标准试验所获得的测定值。
事实上,工程材料中的加载实质上是机械的或物理的加载,并且性能是记录在手册上的,或者,对于新材料来说,是应由供应商来提供性能手册的。
一般来说类似的信息仅仅是在室温条件下被列表显示的,因此,当实际的操作条件是在冰点以下或在高温条件下,则会需要更多的信息。
Lesson4GearsHelicalgearshavecertainadvantages;forexample,whenconnectingparallelshaftstheyhaveahigherloadcarryingcapacitythanspurgearswiththesametoothnumbersandcutwiththesamecutter.Becauseoftheoverlappingactionoftheteeth,theyaresmootherinactionandcanoperateathigherpitch-linevelocitiesthanspurgears.Thepitch-linevelocityisthevelocityofthepitchcircle.Sincetheteethareinclinedtotheaxisofrotation,helicalgearscreateanaxialthrust.Ifusedsingly,thisthrustmustbeabsorbedintheshaftbearings.Thethrustproblemcanbeovercomebycuttingtwosetsofopposedhelicalteethonthesameblank.Dependingonthemethodofmanufacture,thegearmaybeofthecontinuous-toothherringbonevarietyoradouble-helicalgearwithaspacebetweenthetwohalvestopermitthecuttingtooltorunout.Double-helicalgearsarewellsuitedfortheefficienttransmissionofpowerathighspeeds.
第四课齿轮
斜齿轮有某些优点;例如,在具有相同齿数且用同样的刀具来加工的情况下,连接平行轴的斜齿轮的承载能力要比直齿轮更高一些。
由于轮齿的重叠作用,斜齿轮在运动中比直齿轮更平稳,并且能够以更高的节线速度来运行。
节线速度就是节圆的线速度。
由于轮齿向轴线的旋转方向倾斜,故斜齿轮产生了一个轴向推力。
如果是单个的齿轮,这个推力必定会被轴向轴承吸收。
通过在同一个坯件上切削两组相对的斜齿轮,能够克服推力的问题。
根据不同的制造方法,齿轮可以是连续的人字形齿轮,或者是在两列斜齿之间留一间隙的双斜齿形齿轮,以便切削刀具通过。
双斜齿形齿轮更适合以高速度进行高效地传送。
Lesson6DimensioningThedesignofamachineincludesmanyfactorsotherthanthoseofdeterminingtheloadsandstressesandselectingthepropermaterials.Beforeconstructionormanufacturecanbegin,itisnecessarytohavecompleteassemblyanddetaildrawingstoconveyallnecessaryinformationtotheshopmen.Thedesignerfrequentlyiscalledupontocheckthedrawingsbeforetheyaresenttotheshop.Muchexperienceandfamiliaritywithmanufacturingprocessesareneededbeforeonecanbecomeconversantwithallphasesofproductiondrawings.
Drawingsshouldbecarefullycheckedtoseethatthedimensioningisdoneinamannerthatwillbemostconvenientandunderstandabletotheproductiondepartments.Itisobviousthatadrawingshouldbemadeinsuchawaythatithasoneandonlyoneinterpretation.Inparticular,shoppersonnelshouldnotberequiredtomaketrigonometricorotherinvolvedcalculationsbeforetheproductionmachinescanbesetup.
第六课标注
要设计一个机床除了要考虑那些已确定的负载和应力并且选择合适的材料以外,还包括很多其他的因素。
在构造和加工开始以前,必须要把完整的装配图和详细的零件图的全部有用的信息传达给工人。
设计者经常要在图纸未被送到车间以前检查核对图纸。
每个人在熟悉生产图纸的各个阶段之前都必须具有丰富的经验并精通加工工艺。
应该仔细检查图纸,为生产部门作标注时须用一种最合适和最易理解的方式进行,很明显,一张图纸应该是有且只有一种解释的。
尤其是不能要求车间工人先进行三角或其他复杂的计算后才能去调整机床。
ChapterTwoMachineTool,CuttingTool,JigandFixtureLesson1EngineLathe(CenterLathe)
AnenginelatheisshowndiagrammaticallyinFig.2.1a:
itconsistsofahorizontalbedsupportingtheheadstock,thetailstock,andthecarriage.Allmachinetoolsmusthaveameansofsupportingorholdingtheworkpiece.InFig.2.1theworkpieceisgrippedatoneendbyachuckmountedontheendofthemainspindleofthemachineandissupportedattheotherendbyacentermountedinthetailstock.Thetailstockcanbeclampedatvariouspositionsalongthebedtoaccommodateworkpiecesofvariouslengths.Shortworkpiecesneedonlybegrippedbythechuck.
Primarymotion,therotationoftheworkpiece(motionC'),isprovidedbythemovementofaseriesofgearsdrivingthemainspindle,thegearsbeingdrivenbyanelectricmotormountedattherearofthemachine.Themainspindleandthegearsareallmountedintheheadstock.Leversonthefrontoftheheadstockallowvariousrotationalspeedstobeselected.
第二章机床,切削刀具,钻模和夹具
第一课车床(普通车床)
一个普通车床的结构如图2.1a所示:
它由支撑着主轴箱的卧式床身、尾座以及拖板三部分组成。
所有的机床必须都要有一种支撑或夹紧工件的方式。
在图2.1中,工件通过安装在机床主轴末端的卡盘在一端被夹紧,并且由装配在尾架上的顶尖在另一端被支撑。
根据被加工工件长度的不同,尾架沿着床身被装夹在不同的位置。
短的工件仅需要由卡盘夹紧。
主运动,即工件的旋转运动(也就是C'点的运动),是由轮系驱动主轴实现工件旋转的,齿轮通过装夹在车床尾部的电机来带动它旋转。
主轴和齿轮都装夹在主轴箱中。
主轴箱前部的手柄能够根据实际需要选择不同的旋转速度。
Lesson2HorizontalMillingMachine(HorizontalMiller)
Therearetwomaintypesofmillingmachines:
horizontalandvertical.Thesewordsagainrefertotheorientationofthemainspindle.Inthehorizontal-millingmachineshowninFig.2.5themillingcutterismountedonahorizontalarbordrivenbythemainspindle.Thetoolsarethereforerotated(motionC)andtheworkfedcontinuously(motionsX'orY').
Thesimplestoperation,slabmilling,isusedtogenerateahorizontalsurfaceontheworkpiece,asshowninFig.2.5.Thefigureshowstheconventionalslab-millingoperation;iftheworkpiecehadbeenfedintheoppositedirection,itwouldtendtoclimbontotheworksurface,andthistypeofslabmillingiscalled"climb"milling.Someevidencesuggeststhattheforcesandpowerconsumptionarelessinclimbmillingthaninconventionalmilling.However,highrigidityofthemachinetoolandworkandtool-holdingdevicesisrequiredforthisoperation.
第二课卧式铣床
铣床有两种主要类型:
卧式和立式。
这两种铣床再一次提到了主轴的方向。
如图2.5所示的卧式铣床,铣刀被装在水平方向的刀杆上,这个刀杆由主轴来驱动。
刀具因此是旋转的(C运动),并且工件是连续地进给(X'、Y'方向的运动)。
平面铣的加工方式最简单,用来加工工件的水平表面,如图2.5所示。
该图给出了平面逆铣加工;如果工件以相反的方向进给,刀具就像在工件表面上爬行一样,这种类型的平面铣也叫"顺"铣。
一些证据表明,顺铣中的力和功率的消耗比逆铣中的少。
然而,这就要求机床、工件和夹具要具有更高的硬度。
Lesson3ShapingMachine(shaper)
Theshaperisasmallmachineonwhichtheprimarymotionislinear(Fig.2.17).Thesingle-pointtoolisgrippedinatoolheadmountedontheendofaram.Theramismadetomovebackwardandforward(Xmotion)eitherbyamechanicaldrivesystemorahydraulicpistonandcylinder.Thecuttingstrokeistheforwardstroke,andwitheithermechanicalorhydraulicshaperstheforwardramspeedisslowerthanthespeedonthereturnstroke,causingtheproductiontimetobereducedasmuchaspossible.Aquick-returnmechanismoftenusedinmechanicalshapersisshowninFig.2.18.Inallshapersthelengthofthestrokecanbeadjustedtosuittheparticularworkpiecebeingmachined.Thefeedisappliedtotheworkpieceinincrementsattheendofthereturnstrokeoftherambyarachet-and-pawlmechanismdrivingtheleadscrewinthecrossrail.
Shapersaremostcommonlyusedtomachineflatsurfacesonsmallcomponentsandareonlysuitableforlow-batonquantities.Forthemachiningofahorizontalsurface(Fig.2.17),theworkpieceisfedhorizontally(Y'motion);forverticalsurfaces,theworkpieceisfedvertically(Z'motion).
第三课牛头刨床(成型机)
牛头刨床是一个小型机床,它的主运动是直线运动(图2.17)。
它的单刃刨刀被夹紧在刀架上,装卡在滑枕的末端。
机械的驱动或者液压的活塞缸使得滑枕在X轴方向上进行前后移动。
它向前供进的行程即为切削行程,并伴随着机械或者液压的成型机,滑枕向前的速度要比它回程的速度慢得多,这就会使加工时间尽可能的快,以提高工作效率。
通常,用在机械牛头刨床的快回机械如图2.18所示。
在所有的牛头刨床中,回程的长度均可根据需要做出相应的调整以适应不同的待加工工件。
在滑枕返程的末端,进给被应用于工件的增量上,通过横导轨内的丝杆来驱动棘轮棘爪机构。
牛头刨床大多用于加工普通的小零件的平面表面,并且仅适合小批量加工生产。
对于一个机件的水平表面的加工(图2.17),工件沿水平方向进行进给(沿Y'轴方向运动);对于垂直表面的加工,工件以垂直的方向进给(Z'轴方向)。
Lesson4AutomaticMachinesAfinalclassofautomaticlatheisthemultispindleautomatic.Theselathesarebasicallyflexible,rotary-transfermachineswhereeachspindleholdingacolletorchuckisindexedaroundthevarioustoolingpositionssothatduringeachindexingcycleacompletedcomponentisproduced.Drumcamsinsteadofdiskcamsareusedinthesemachines.
Anotherclassofmachinetoolthatcanbemechanizedistheinternalorexternalcylindricalgrinder.Whenfittedwithmechanismsforloadingworkpiecesautomaticallyandwithautomaticwheel-dressingdevices,thesemachinescancontinuallyproducefinishedcomponents.Theworkpiecesareoftenstackedinamagazine,andtheoperatorsimplyensuresthatthemagazineisreplenishedwithworkpiecesatsuitableintervals.Becausethecomponentsaresmallandthemachiningforceslight,magneticchucksareoftenemployedtofacilitateautomaticworkholding.
第四课自动机床
最后一组的自动车床是多主轴自动机床。
这类机床基本上是灵活的旋转自动机,它的每一根轴上都有一个夹头或卡盘,可以绕不同位置的刀具转位,因此,每转位一次就加工出一个零件。
在这类机床中,凸轮轴取代了盘形凸轮被使用。
另一类可以实现机械化的机床是内部的或外部的外圆磨床。
当装上带有自动砂轮修整装置的自动装载工件的机械时,这些机床能够不断地生产成品组件。
工件堆放在自动储存送料装置上,而操作者只需在适当的时间内将工件补放到送料装置上。
因为这些组件很小,并且加工力道很轻,磁性夹头通常采用自动方式,以方便运行。
Lesson5JigsandFixturesWhenseveralidenticalworkpiecesaretobeproducedtheneedtomarkouteachpartiseliminatedbytheuseofjigsandfixtures,butifacastingorforgingisinvolved,atrialworkpieceismarkedout,toensurethattheworkpiececanbeproducedfromit,andtoensurethatribs,cores,etc.havenotbecomemisplaced.
Jigsandfixturesarealikeinthattheybothincorporatedevicestoensurethattheworkpieceiscorrectlylocatedandclamped,buttheydifferinthatjigsincorporatemeansoftoolguidingduringtheactualcuttingoperation,andfixturesdonot.Inpractice,theonlycuttingtoolsthatcanbeguidedwhileactuallycuttingaredrills,reamers,andsimilarcutters;andsojigsareassociatedwithdrillingoperations,andfixtureswithallotheroperations.Fixturesmayincorporatemeansofsettingthecuttingtoolsrelativetothelocationsystem.
第五课钻模和夹具
当若干相同的工件需要加工时,通过使用钻模和夹具可不必对每个工件都进行划线。
但如果加工的是铸件或锻件,则仍需对试件进行划线,以确保加工出合格的样件,而不致造成加强筋、内孔等位置偏移。
钻模和夹具类似,都是确保工件正确定位和夹紧的
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