机械工程英语第二版.docx

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机械工程英语第二版

第一单元

•TypesofMaterials

材料的类型

Materialsmaybegroupedinseveralways.Scientistsoftenclassifymaterialsbytheirstate:

solid,liquid,orgas.Theyalsoseparatethemintoorganic（onceliving）andinorganic（neverliving）materials.

材料可以按多种方法分类。

科学家常根据状态将材料分为：

固体、液体或气体。

他们也把材料分为有机材料（曾经有生命的）和无机材料（从未有生命的）。

Forindustrialpurposes,materialsaredividedintoengineeringmaterialsornonengineeringmaterials.Engineeringmaterialsarethoseusedinmanufactureandbecomepartsofproducts.

就工业效用而言，材料被分为工程材料和非工程材料。

那些用于加工制造并成为产品组成部分的就是工程材料。

Nonengineeringmaterialsarethechemicals,fuels,lubricants,andothermaterialsusedinthemanufacturingprocess,whichdonotbecomepartoftheproduct.

非工程材料则是化学品、燃料、润滑剂以及其它用于加工制造过程但不成为产品组成部分的材料。

Engineeringmaterialsmaybefurthersubdividedinto:

①Metal②Ceramics③Composite④Polymers,etc.

工程材料还能进一步细分为：

①金属材料②陶瓷材料③复合材料④聚合材料，等等。

•MetalsandMetalAlloys

金属和金属合金

Metalsareelementsthatgenerallyhavegoodelectricalandthermalconductivity.Manymetalshavehighstrength,highstiffness,andhavegoodductility.

金属就是通常具有良好导电性和导热性的元素。

许多金属具有高强度、高硬度以及良好的延展性。

Somemetals,suchasiron,cobaltandnickel,aremagnetic.Atlowtemperatures,somemetalsandintermetalliccompoundsbecomesuperconductors.

某些金属能被磁化，例如铁、钴和镍。

在极低的温度下，某些金属和金属化合物能转变成超导体。

Whatisthedifferencebetweenanalloyandapuremetal?

Puremetalsareelementswhichcomefromaparticularareaoftheperiodictable.Examplesofpuremetalsincludecopperinelectricalwiresandaluminumincookingfoilandbeveragecans.

合金与纯金属的区别是什么？

纯金属是在元素周期表中占据特定位置的元素。

例如电线中的铜和制造烹饪箔及饮料罐的铝。

Alloyscontainmorethanonemetallicelement.Theirpropertiescanbechangedbychangingtheelementspresentinthealloy.Examplesofmetalalloysincludestainlesssteelwhichisanalloyofiron,nickel,andchromium;andgoldjewelrywhichusuallycontainsanalloyofgoldandnickel.

合金包含不止一种金属元素。

合金的性质能通过改变其中存在的元素而改变。

金属合金的例子有：

不锈钢是一种铁、镍、铬的合金，以及金饰品通常含有金镍合金。

Whyaremetalsandalloysused?

Manymetalsandalloyshavehighdensitiesandareusedinapplicationswhichrequireahighmass-to-volumeratio.

为什么要使用金属和合金？

许多金属和合金具有高密度，因此被用在需要较高质量体积比的场合。

Somemetalalloys,suchasthosebasedonaluminum,havelowdensitiesandareusedinaerospaceapplicationsforfueleconomy.Manyalloysalsohavehighfracturetoughness,whichmeanstheycanwithstandimpactandaredurable.

某些金属合金，例如铝基合金，其密度低，可用于航空航天以节约燃料。

许多合金还具有高断裂韧性，这意味着它们能经得起冲击并且是耐用的。

Whataresomeimportantpropertiesofmetals?

Densityisdefinedasamaterial’smassdividedbyitsvolume.Mostmetalshaverelativelyhighdensities,especiallycomparedtopolymers.

金属有哪些重要特性？

密度定义为材料的质量与其体积之比。

大多数金属密度相对较高，尤其是和聚合物相比较而言。

Materialswithhighdensitiesoftencontainatomswithhighatomicnumbers,suchasgoldorlead.However,somemetalssuchasaluminumormagnesiumhavelowdensities,andareusedinapplicationsthatrequireothermetallicpropertiesbutalsorequirelowweight.

高密度材料通常由较大原子序数原子构成，例如金和铅。

然而，诸如铝和镁之类的一些金属则具有低密度，并被用于既需要金属特性又要求重量轻的场合。

Fracturetoughnesscanbedescribedasamaterial’sabilitytoavoidfracture,especiallywhenaflawisintroduced.Metalscangenerallycontainnicksanddentswithoutweakeningverymuch,andareimpactresistant.Afootballplayercountsonthiswhenhetruststhathisfacemaskwon’tshatter.

断裂韧性可以描述为材料防止断裂特别是出现缺陷时不断裂的能力。

金属一般能在有缺口和凹痕的情况下不显著削弱，并且能抵抗冲击。

橄榄球运动员据此相信他的面罩不会裂成碎片。

Plasticdeformationistheabilityofbendordeformbeforebreaking.Asengineers,weusuallydesignmaterialssothattheydon’tdeformundernormalconditions.Youdon’twantyourcartoleantotheeastafterastrongwestwind.

塑性变形就是在断裂前弯曲或变形的能力。

作为工程师，设计时通常要使材料在正常条件下不变形。

没有人愿意一阵强烈的西风过后自己的汽车向东倾斜。

However,sometimeswecantakeadvantageofplasticdeformation.Thecrumplezonesinacarabsorbenergybyundergoingplasticdeformationbeforetheybreak.

然而，有时我们也能利用塑性变形。

汽车上压皱的区域在它们断裂前通过经历塑性变形来吸收能量。

Theatomicbondingofmetalsalsoaffectstheirproperties.Inmetals,theoutervalenceelectronsaresharedamongallatoms,andarefreetotraveleverywhere.Sinceelectronsconductheatandelectricity,metalsmakegoodcookingpansandelectricalwires.

金属的原子连结对它们的特性也有影响。

在金属内部，原子的外层阶电子由所有原子共享并能到处自由移动。

由于电子能导热和导电，所以用金属可以制造好的烹饪锅和电线。

Itisimpossibletoseethroughmetals,sincethesevalenceelectronsabsorbanyphotonsoflightwhichreachthemetal.Nophotonspassthrough.

因为这些阶电子吸收到达金属的光子，所以透过金属不可能看得见。

没有光子能通过金属。

Alloysarecompoundsconsistingofmorethanonemetal.Addingothermetalscanaffectthedensity,strength,fracturetoughness,plasticdeformation,electricalconductivityandenvironmentaldegradation.

合金是由一种以上金属组成的混合物。

加一些其它金属能影响密度、强度、断裂韧性、塑性变形、导电性以及环境侵蚀。

Forexample,addingasmallamountofirontoaluminumwillmakeitstronger.Also,addingsomechromiumtosteelwillslowtherustingprocess,butwillmakeitmorebrittle.

例如，往铝里加少量铁可使其更强。

同样，在钢里加一些铬能减缓它的生锈过程，但也将使它更脆。

第七单元

1.Rakeangle.Itistheanglebetweenthefaceofthetoolcalledtherakefaceandthenormaltothemachiningdirection.Highertherakeangle,betteristhecuttingandlessarethecuttingforces,increasingtherakeanglereducesthemetalbackupavailableatthetoolrakeface.

1.前角：

它是被称为前倾面的刀具面与垂直机加工方向的夹角。

前角越大，则切削越好且切削力越小，增加前角可以减少刀具前倾面上产生的金属阻塞。

Thisreducesthestrengthofthetooltipaswellastheheatdissipationthroughthetool.Thus,thereisamaximumlimittotherakeangleandthisisgenerallyoftheorderof15°forhighspeedsteeltoolscuttingmildsteel.Itispossibletohaverakeanglesatzeroornegative.

但这会和减少通过刀具散发的热量一样减少刀尖强度。

因此前角有一最大限制，用高速钢刀具切削低碳钢通常为15°。

前角取零度或负值也是可能的。

2.Clearanceangle.Thisistheanglebetweenthemachinedsurfaceandtheundersideofthetoolcalledtheflankface.Theclearanceangleisprovidedsuchthatthetoolwillnotrubthemachinedsurfacethusspoilingthesurfaceandincreasingthecuttingforces.Averylargeclearanceanglereducesthestrengthofthetooltip,andhencenormallyanangleoftheorderof5~6°isused.

2.后角：

这是机加工面与被称为后侧面的刀具底面夹角。

后角使刀具不产生会损坏机加工面的摩擦和增加切削力。

很大的后角会削弱刀尖的强度，因此一般采用5~6°的后角。

（1）Discontinuouschip

（2）Continuouschip

（3）ContinuouschipwithBUE（Builtupedge）

（1）间断切屑

（2）连续切屑

（3）带切屑瘤的连续切屑

DiscontinuousChip.Thesegmentedchipseparatesintoshortpieces,whichmayormaynotadheretoeachother.Severedistortionofthemetaloccursadjacenttotheface,resultinginacrackthatrunsaheadofthetool.

间断切屑：

分段的切屑分散成小碎片，既可能相互附着也可能不相互附着。

在靠近切削面处发生金属的剧烈变形，导致在运动刀具前方金属层产生裂缝。

Eventually,theshearstressacrossthechipbecomesequaltotheshearstrengthofthematerial,resultinginfractureandseparation.Withthistypeofchip,thereislittlerelativemovementofthechipalongthetoolface,Fig.7.3a.

最后，横过切屑的剪切应力与材料的剪切强度相等，造成断裂和分离。

生成这类切屑时，切屑沿刀具面几乎没有相对运动，见图7.3a。

Continuouschip.Thecontinuouschipischaracterizedbyageneralflowoftheseparatedmetalalongthetoolface.Theremaybesomecrackingofthechip,butinthiscaseitusuallydoesnotextendfarenoughtocausefracture.

连续切屑：

连续的切屑一般具有分离金属沿刀具面流动的特征。

切屑可能有一些破裂，但在这种情况下切屑通常不会延长到足以引起断裂。

Thischipisformedatthehighercuttingspeedswhenmachiningductilematerials.Thereislittletendencyforthematerialtoadheretothetool.Thecontinuouschipusuallyshowsagoodcuttingratioandtendstoproducetheoptimumsurfacefinish,butitmaybecomeanoperatinghazard,Fig.7.3b.

这种切屑形成于用较高切削速度机加工有延展性的材料时。

材料几乎没有粘附刀具的倾向。

连续切屑通常具有良好的切削率和趋向于产生最适宜的表面光洁度，但可能成为操作的危险之源，见图7.3b。

Continuouswithabuilt-upedge.Thischipshowstheexistenceofalocalized,highlydeformedzoneofmaterialattachedor“welded”onthetoolface.

带切屑瘤的连续切屑：

这种切屑显示了粘合或“焊接”在刀具面上材料局部高度变形区的存在。

Actually,analysisofphotomicrographsshowsthatthisbuilt-upedgeisheldinplacebythestaticfrictionforceuntilitbecomessolargethattheexternalforcesactingonitcauseittodislodge,withsomeofitremainingonthemachinedsurfaceandtherestpassingoffonthebacksideofthechip,Fig.7.3c.

实际上，对显微照片的分析显示这种切屑瘤受到静摩擦力抑制直至它变得大到作用在它上面的外力使其移动，一些留在机加工表面上而另一些延伸到切屑的背面，见图7.3c。

•CuttingFluids切削液

Thefunctionsofcuttingfluids（whichareoftenerroneouslycalledcoolants）are:

•Tocoolthetoolandworkpiece

•Toreducethefriction

切削液（经常误称为冷却液）的功能如下：

•冷却刀具和工件

•减少摩擦

•Toprotecttheworkagainstrusting

•Toimprovethesurfacefinish

•Topreventtheformationofbuilt-upedge

•Towashawaythechipsfromthecuttingzone

•保护工件不生锈

•改善表面光洁度

•防止切屑瘤的形成

•从切削区冲掉切屑

However,theprimefunctionofacuttingfluidinametalcuttingoperationistocontrolthetotalheat.Thiscanbedonebydissipatingtheheatgeneratedaswellasreducingit.Themechanismsbywhichacuttingfluidperformsthesefunctionsare:

coolingactionandlubricatingaction.

然而，在金属切削作业中切削液的主要功能是控制总热量。

这可通过既散发又减少所产生的热量来达到。

切削液实现这些功能的机理是：

冷却作用和润滑作用。

Coolingaction.Originallyitwasassumedthatcuttingfluidimprovesthecuttingperformancebyitscoolingpropertiesalone.Thatiswhythenamecoolantwasgiventoit.

冷却作用：

最初设想切削液仅仅是通过冷却特性来改善切削作业。

这也是它曾被称为冷却液的原因。

Sincemostofthetoolwearmechanismsarethermallyactivated,coolingthechiptoolinterfacehelpsinretainingtheoriginalpropertiesofthetoolandhenceprolongsitslife.

由于大多数刀具的磨损机理都是由热引起的，冷却切屑刀具接触界面有助于保持刀具的原有特性，从而延长其使用寿命。

However,areductioninthetemperatureoftheworkpiecemayundercertainconditionsincreasetheshearflowstressoftheworkpiece,therebydecreasingtoollife.Ithasbeenshownthroughanumberofinvestigationsthatcoolinginfactisoneofthemajorfactorsinimprovingthecuttingperformance.

可是工件温度的降低在特定条件下会增加工件的剪切流动应力，从而降低刀具寿命。

通过一些研究已经表明实际上冷却只是改善切削作业的主要因素之一。

Lubricatingaction.Thebestimprovementincuttingperformancecanbeachievedbythelubricatingactionsincethisreducestheheatgenerated,thusreducing