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