外文翻译从生态加工技术对攻丝的研究大学论文.docx
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外文翻译从生态加工技术对攻丝的研究大学论文
外文资料翻译译文
从生态加工技术对攻丝的研究
摘要
这项研究是关于攻螺纹(扭矩,攻丝,磨损,工作硬度等)的加工特性。
在生态加工技术操作下,涂有TiN的MMC(铝合金金属复合材料)攻螺丝形成的攻丝得到了调查,并与没有涂层的特性进行了比较。
下面的结果就是从这份研究中得到的:
1.TiN涂层攻丝的刀具寿命是没有攻丝的四倍;2.有TiN涂层的攻丝形成的螺纹比没有的加工硬化要低。
关键词:
攻丝;攻螺丝;螺纹;生态加工;钻孔
1.引言
螺栓、螺钉机械连接中的螺纹是机械部件的最重要紧固系统之一。
螺纹制造有很多种方法,特别攻螺丝是用来生产内螺纹的有效的技术。
最近,每年都强调增加生产力。
据说现在的车间里,最重要和最严重的问题是提高生产力。
怎样改善孔加工(钻/铰孔和攻丝)已成为一个严重的问题。
传统的刀具材料限制了生产力的提高,如高速钢刀具加工铝合金金属复合材料(MMC)时刀具寿命很短由于碳化硅粒子的腐蚀天性。
因此,刀具的磨损和破坏阻碍了生产力的提高。
为了实现理想的生产力,攻丝已经吸引了车间工程师的注意。
在这项研究中,用攻丝加工MMC,利用攻丝(扭矩,攻丝磨损,工作硬度等)的切割特点,有TiN涂层和没有涂层的都进行了调查。
2.实验方法
2.1实验装置
攻丝试验在辛辛那提5’NC-MC(5HP)进行。
该(钻孔和攻丝)仪器和数据采集系统如图2.1。
切削力(推力和扭矩)测定使用三个类型9273压电电力测功器和相应的场所用5007电荷放大器放大。
得到的信号,然后传递到A/D转换器AZI-16-12,连接到个人电脑。
切削力测量安装如图2.2。
2.2工件,钻及塔
在本实验中使用的工件是铝合金(2618MMC)的增强,15%碳化硅颗粒。
形成无槽丝锥的螺纹是M10如图2.3和两种类型的攻丝被用来在调查过程中。
攻丝的形状类似于螺钉的形状(M10,孔距1.5),无论有没有氮化钛涂层。
定位孔的直径9.3mm,用于所有试验和聚晶金刚石攻丝钻孔(高速钢硬质合金碳化钨和聚晶金刚石钻孔)用在所有测试。
本实验中用的钻头如图2.4。
图2.1窃听器和数据采集仪器图2.2Schmatic图 的窃听系统图2.3水龙头用于这项工作
2.3仪表和检测方法的线程
线程的估计是用螺纹规来衡量。
结果被分为A等和B等[1]。
硬铝合金[2]螺纹深度是攻丝直径的1.4倍。
甲等-质量:
直径通过整个螺纹测量。
乙等-质量:
直径至少15毫米。
图2.5是显示的直径指标(M10×1.5ISO6H)。
2.4实验特性
攻丝试验时,切削速度(攻丝的转速)是215rpm和进给速度0.1mm/rev(322.5mm/min)。
冷却油(氯和硫免费热切割石油)手动供应。
3.实验结果与讨论
在M10攻丝操作的推力和扭矩信号显示在图3.1。
结果表明,随着螺纹扣数的形成,扭矩增大,离开孔时减小。
然而,可以看到几乎没有推力的增加。
图2.4形状的聚晶金刚石钻头图2.5螺纹规
3.1转矩比较
图3.2显示是先前所提到的有TiN涂层和没有涂层的第1孔和第8孔攻丝的扭矩信号。
图2.1参数确定
图3.1图切削力信号根据窃听测试扭矩图3.2比较扭矩信号(第1洞和第8洞)与扭矩
在攻丝操作的初始阶段显示推力和扭矩的增加。
然而,当螺纹成形进入全速时,推力显示出下降的趋势伴随着扭矩的增加和攻丝缩回,在螺纹孔口也可以看到负扭矩的出现。
图3.1负推力值是攻丝偏离中心的结果是因为一方不正当的工件,刀具的安装或定位空的表面粗糙度。
上述不确定的因素是定位孔的表面粗糙度。
当有TiN涂层第一孔的攻螺纹的攻丝扭矩值8.7Nm而没有涂层的值是11.2Nm,得到扭矩信号。
因而,第一孔有涂层的相比没有涂层的扭矩减少了28%。
而对第8孔有TiN涂层的扭矩相比没有涂层减少了52%。
初始阶段和在攻丝突破点前扭矩信号的比较表明,没有涂层的攻丝扭矩减少要明显于有TiN涂层的攻丝。
可以说,就形成的攻丝而言,在车螺纹时工作是均匀分布在刮削端。
扭矩的比较结果总结在图3.3。
结果表明,有TiN涂层的攻丝扭矩一般低于那些没有涂层的攻丝。
3.2螺纹形式的比较
有TiN涂层和没有涂层的攻丝的螺纹形式如图3.4。
在螺纹孔①,②,③,④位置的横截面的放大图像以及1,4,8号孔作了比较。
图3.4是不同位置螺纹的照片模型,而图3.5是八号孔放大的图像。
可以从图3.5中看出,有TiN涂层攻丝形成的螺纹的侧面①②没有异常。
相反,没有涂层表明孔的进口和出口相应的①号和④号位置无规律。
图3.3比较扭矩信号同类型图3.4阐明的轴向截面建制线程
为了验证上述的意见,对孔①和②进行详细的分析进行。
结果总结在图3.6。
图3.6(a)和(b)给出了1号和8号螺纹孔各自的①和②位置的结果。
可以观察图3.6(a),有TiN涂层的攻丝齿形远远优于没有涂层的。
3.3比较加工硬化
当采用有TiN涂层和没有涂层的攻丝车螺纹时,研究比较加工硬化的严重性。
本研究结果归纳于图3.7。
选用了两种类型中1号攻丝。
有TiN涂层和没有涂层的结果分别在图3.7(a)和(b)。
用能受100gw的硬度测量硬度仪测量硬度。
结果表明,有TiN涂层的攻螺纹的硬度低于没有涂层的。
上述结果表明,在以下几个方面,如螺纹形式和加工硬化等,有TiN涂层的攻丝优于没有涂层的攻丝。
图3.5比较线程形式图3.6比较扩大线程形式
3.4刀具寿命的比较
有TiN涂层和没有涂层的攻丝被用来调查性能和攻丝的刀具寿命一样高。
每种类型的攻丝反复进行3次试验,。
结果总结在图3.8。
螺纹规读数用A,B值评估。
结果表明,在刀具寿命达到限制前,螺纹孔的平均数,是没有TiN涂层攻丝的X=13和有涂层攻丝的X=49。
有TiN涂层攻丝的刀具寿命是没有涂层的3.8倍。
3.5比较塔磨损
图3.9显示各种类型攻丝的刀具磨损,在实验中车螺纹后如图3.8所示。
应当指出的是,所有用于比较的攻丝已充分达到刀具寿命。
有TiN涂层和没有涂层的攻丝分别如图3.9(a)和(b),。
可以看出,所有攻丝的刀具磨损点。
此外,可以看到大量的磨损在分界线上。
有TiN涂层和没有涂层攻丝的比较,如放大点,结果表明,后者的磨损明显高于前者。
就有TiN涂层攻丝来说,在刀具磨损区可以看到覆盖的TiN涂层。
图3.7比较硬度分布
图3.8用攻丝的刀具寿命的比较图3.9用攻丝的刀具磨损比较
4.结论
4.1有TiN涂层的刀具的寿命大约是没有涂层的刀具寿命的4倍。
4.2和没有TiN涂层的刀具相比,有涂层刀具的扭转力下降了28%。
4.3和没有TiN涂层的刀具相比,带有涂层的齿形螺纹刀具则显示出更少的不规则性。
4.4有TiN涂层的刀具的硬度低于没有涂层的刀具。
4.5从以上结果显示,有TiN涂层的刀具在以下方面优于没有涂层的刀具:
刀具寿命,螺纹样式和加工硬化等。
参考文献
[1]WOLFGANGSTRACHE:
AlternativeStrategiesfortheProductionofThreadsinAluminum-basedSIC
ReinforcedMetalMatrixComposite(MMC)Alloy,1993.
[2]Beitz.W:
Dubbel-TaschhenbuchfuerdenMaschinenbau.ISBN3-540-52381-2,(1990),G15.
外文原文
AStudyonTappingViewedfromEco-MachiningTechnology
Abstract
Thisstudydealswithmachiningcharacteristicsofthreadtapping(torque,tap,wear,workhardnessetc.)ThetappingofMMC(aluminumalloymetalmatrixcomposite)withTiNcoatedformingtapsundereco-machiningtechnologyoperation,wherechipsarenotproducedandejectedfromthetapflute,wasinvestigatedandcomparedwiththecharacteristicsduringuncoatedtapping.Thefollowingresultsareobtainedfromthisstudy.1.ThetoollifeofTiNcoatedtapswas4timeslongerthanthatofuncoatedtap;2.ThreadsformedwiththeTiNcoatedtapsexhibitlowerworkhardeningthanthoseformedwithuncoatedtaps.
Keywords:
Tap;Tapping;Thread;Eco-Machining;Drilling
1.Introduction
Threadsformthemechanicaljointofabolt–screwconnection,whichisoneofthemostimportantfasteningsystemsformechanicalcomponents.Therearemanywaysofthreadmaking,especiallythatoftappingwhichhasbeenemployedasanefficienttechniquefortheproductionofinternalthreads.
Recently,theriseofproductivityhasbeenemphasizedyearbyyear.Alsoitissaidthattheimprovementofproductivityisoneofthemostimportantandseriousproblemintoday’smachineshops.Theimprovementofholemakingproduction(drilling/reamingandtapping)hasbecomeaseriousmatter.OnefactorlimitingproductivitygainshasbeenthatconventionaltoolmaterialssuchasHSSexhibitveryshorttoolliveswhenmachininganaluminumalloymetalmatrixcomposite(MMC)duetotheabrasivenatureoftheSiCparticles.Therefore,theimprovementhasbeenobstructedbyvariousproblemsasrapidtoolwearandfailure.Asameanofachievingthedesiredproductivitygains,formingtapshavecaughttheattentionofmachineshopengineers.
Inthisstudy,cuttingcharacteristicsoftapping(torque,tapswear,workhardness,etc.)duringthetappingofMMCwithformingtaps,bothTiNcoatedanduncoatedwasinvestigated.
2.ExperimentalMethods
2.1ExperimentalEquipment
ThetappingtestswereconductedonaCincinati5’NC-MC(5HP).The(drillingandtapping)apparatusanddataacquisitionsystemarepresentedinFigure2.1.Thecuttingforces(thrustandtorque)weremeasuredusingathreecomponentKistlerType9273Piezo-electricdynamometerandthecorrespondinglocuswasamplifiedbyaKistlertype5007chargeamplifier.ThesignalobtainedwasthenpassedtoaTowaA/DconvertertypeAZI-16-12,connectedtoapersonalcomputer.AschematicdiagramofthecuttingforcemeasuringsetupispresentedinFigure2.2.
2.2Workpiece,DrillandTap
Theworkpieceusedinthisexperimentisaluminumalloy(2618MMC)reinforcedwith15vol%siliconcarbide(SiC)particulate.ThethreadformingflutelesstapswereM10asshowninFigure2.3andtwotypesoftapswereusedduringthecourseoftheinvestigation.
Theshapeofthetapswassimilartotheshapeofascrew(M10,Pitch:
1.5),eitheruncoatedorcoatedwithTitaniumnitride(TiN).
Pilotholesof9.3mmdiameterwereusedforalltrialsandPCDtippeddrills(HSScementedtungstencarbideandpolycrystallinediamonddrilling)wereemployedinallthetests.TheshapeofdrillusedinthistestisshowninFigure2.4.
2.3GaugeandInspectionMethodofThread
Theestimateofthreadswasperformedwithathreadgauge(Go-NoGogauge).TheresultswereclassifiedasAandBquality[1].Where,1.4×tappeddiameterisDiameteristherecommendeddepthofthreadofhardAluminumalloy[2].
A–quality:
Gaugecanbeturnedthroughthewholethread.
B–quality:
Gaugecanbeturnedinatleast15mm.
Figure2.5showstheappearanceofgauge(M10×1.5ISO6H).
2.4ExperimentalCharacteristics
Tappingtestswereconductedatacuttingspeed(rotationalspeedoftap)of215rpmandfeedrateof0.1mm/rev(322.5mm/min).Coolantoil(Chlorineandsulphurfreeheatcuttingoil)wassuppliedmanually.
3.ExperimentalResultsAndDiscussion
CuttingForcesinTapping(thrust,torque)ThethrustandtorquesignalsproducedinthistappingoperationwithaM10tapareshowninFigure3.1.Theresultsshowthattorqueincreaseswithnumberofthreadsformedanddecreasesattheinstantthatthetapisabouttobreakthroughtheoutletofthehole.Whereas,littleincreaseinthrustcanbeobserved.
3.1ComparisonofTorque
Figure3.2showstorquesignalsoftapinthe1stholeand8thholesfortheTiN-coatedanduncoatedtapsmentionedintheprevioussection.
Attheinitialstageofthetappingoperationboththrustandtorqueshowanincreaseinmagnitude.However,whenthethreadformingoperationentersfullgear,thethrustforceshowsadecreasingtrendaccompaniedwithinincreaseintorqueandasthetapretractsafterbreakthrough,anegativetorqueof5Nmagnitudecanbeobservedacrossafewthreadsatholeoutlet.
ThenegativethrustvalueobservedinFigure3.1istheoutcomeofthedeflectionofthetapfromthecenterduetoeitherimproperworkpiece,toolsetuporpoorfinishofthepilotholes.Theinconclusiveresultsobservedaboveledtotheinvestigatingofthefactorsresponsibleforthepoorfinishofthepilotholes.
Thetorquesignalsderivedwhilethreadingtapsforthe1stholeshowtappingtorquevaluesof8.7NmfortheTiNcoatedtapand11.2Nmfortheuncoatedandtaprespectively.Thus,forthe1sthole,theTiNcoatedtapexhibitsa28%reductionintorquecomparedtotheuncoatedtap.Whileforthe8thholethereductionintorquefortheTiNcoatedtapisapproximately52%ascomparedtouncoatedtap.
ComparisonofthetorquesignalsattheinitialphaseandpriortobreakthroughofthetapsshowsthattheuncoatedtapexhibitsasharperdecreaseintorquethantheTiNcoatedtap.Itcanbesaidthat,inthecaseofformingtaps,workisevenlydistributedatthescrapepointduringthreading.AcomparisonofthetorqueresultsissummarizedinFigure3.3.ResultsindicatethattappingtorqueoftheTiNcoatedtapisgenerallylowerthanthoseoftheun-coatedtap.
3.2ComparisonofThreadForms
ThethreadformsfortheTiNcoatedanduncoatedtapsareshowninFigure3.4.Magnifiedimagesoftheaxialcross-sectionoftheformedthreadsatpositionNo.①,②③and④inholesand1.4and8wereusedinthecomparison.
Figure3.4isamodelofthephotographedthreadsatthevariouspositions,whileFigure3.5showsmagnifiedimagesforholeNo.8
AsitcanbeseenfromFigure3.5,thethreadprofileatpositionNo.①to②ofthreadsformedwiththeTiNcoatedtapshownoabnormalities.Onthecontrary,withtheuncoatedtapstherootshowsirregularitiesatpositionNo.①and④correspondingtotheholeinletan
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