外文翻译高速立铣Ti6Al4V合金刀具磨损和切削力变化.docxVIP

PAGE 24 附录A 英文原文 附录B 汉语翻译 高速立铣Ti-6Al-4V合金的刀具磨损和切削力变化 S. Zhang J. F. Li J. Sun F. Jiang 摘要：Ti-6Al-4V合金在许多行业中是一种很有吸引力的材料，这是因为它具有独特并且优秀的强度质量比与耐腐蚀性的结合。然而，由于其较低的导热性和较高的化学反应活泼性，Ti-6Al-4V合金通常被作为一种难加工材料，这可表现为低生产率和快速的刀具磨损率，即使是在常规的切削速度下。众所周知，刀具磨损与切削力有很大的关系，一个关于切削力变化和刀具磨损关系的健全知识管理对于鉴别和优化自动化制造过程是至关重要的。在目前的研究中，干切削条件下用未涂层硬质合金刀具加工Ti-6Al-4V合金的高速立铣正处于试验研究阶段。这个工作的主要目的是分析高速立铣Ti-6Al-4V合金过程中的刀具磨损和切削力变化。实验结果表明，在用未涂层硬质合金刀具高速立铣Ti-6Al-4V合金中的主要刀具磨损机理是在月牙洼处的磨损与扩散和后刀面的磨损。负y方向的切削力在三个分力中是最重要的，并且比其它两个分力x和z方向表现的更显著。可作为自动化制造中刀具磨损指标的的变化与刀具的磨损增长是正相关的。 关键词：Ti-6Al-4V合金；刀具磨损；切削力变化；高速立铣 术语： 径向切削深度（mm） 轴向切削深度（mm） 每齿进给量（mm/tooth） ，， x,y和z方向的切削力（N） ，， 轴向，径向和切向的切削力（N） L 一次操作的切削长度（mm） 当切削工件时，立铣轴线与工件的距离（mm） 当结束切削工件时，立铣轴线与工件的距离（mm） n 主轴转速（r/min） r 立铣刀半径（mm） t 一次切削操作的切削时间（s） 立铣回转周期（ms） 一次回转中刀齿与工件啮合时间（ms） 切削速度（m/min） w 工件宽度（mm） 希腊符号： 啮合角（degree） 顺时针测量的立铣刀相对于负y方向的瞬时角（degree） 刀具切入角（degree） 刀具切出角（degree） B.1 引言 在过去几十年，钛及钛合金经历着广阔的发展，这是因为它们具有独特的性能，例如，在一定温度下保持的高的强度质量比、高的抗断裂性能和在低于500°C下查出的耐腐蚀性[1]。因此，钛及钛合金广泛应用于很多行业[2]。商业钛合金根据它们的平衡机制适宜地分为α相,(α+β)相和β相合金三类，它是根据不同的种类和浓度的合金元素划分的[3]。Ti-6Al-4V是(α+β)相钛合金的一种，这种钛合金通常应用于航天、生物医学、汽车和石油行业[4]。然而，值得注意的是，其导热系数低和高的热容量可能在切削过程中引起散热方面的困难，结果导致高的切削温度集中在与刀刃毗邻的一个狭窄区域内，这里的温度可高达1000°C[6]。另一个钛合金的显著特征是非常高的化学反应活性[7]。结果是，刀具磨损的进展迅速[8]和降低刀具寿命和恶化加工质量。 切削过程中的刀具磨损可定义为由于刀具和工件之间的相互作用使得刀具材料在接触表面上的体积损失量。在切削过程中，在高温和高接触应力相互作用的刀屑界面，钛合金切屑通过一个界面层与刀具的前刀面和后刀面[9, 10]保持着非常紧密的接触。因此，切削钛合金的刀具磨损是由于在刀屑界面刀具材料粘附和扩散进入流动的切屑。刀具磨损导致机床的振动和工件表面粗糙度与尺寸精度的变化，甚至引起刀具损坏和机床损坏，以及当刀具严重磨损时机床的停机。 自动化加工操作在最近几十年不断进步，无人操作的机床正在被广泛地引入到许多机械车间。因此，在线监测切削条件和刀具磨损是一项关键技术，它将实现高效率和自动化的加工过程。各种刀具磨损检测技术已经被开发来提高自动化制造系统的运行效率。在线刀具磨损检测方法中，切削力的信号是自动化生产过程中最常用的作为刀具磨损预测的指标，因为切削力与刀具磨损增长有很强的正相关关系，并且切削力的测量是非常简单和直观的[11, 12]。探索切削力变化与刀具磨损增长之间的关系对于开发一种有效的刀具状态监控策略[13]是非常重要的。 由于计算机数控机床(CNC)和高性能计算机辅助设计/计算机辅助制造系统的广泛应用，高速加工展示了相对于传统加工