外文翻譯--鈦合金攻螺紋技術(shù)及絲錐改進.docVIP

畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯題目鈦合金攻螺紋技術(shù)及絲錐改進專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化班級學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師填表日期2011年3月12日鈦合金攻螺紋技術(shù)及絲錐改進【摘要】鈦合金是一種比重小、強度高、耐腐蝕和耐熱等特性的金屬結(jié)構(gòu)材料。鈦合金攻螺紋切削時刀具極易磨損，刀具壽命很短。通過對鈦合金攻螺紋過程受力分析，將絲錐直槽變?yōu)槁菪?，可以使切削熱和切削力不至于過分集中于切削刃附近，改善散熱條件，也可加強切削刃，減少崩損。【關(guān)鍵字】鈦合金、攻螺紋、金屬結(jié)構(gòu)材料、熱處理強化、絲錐直槽、螺旋槽鈦合金是一種比重小、強度高、耐腐蝕和耐熱等特性的金屬結(jié)構(gòu)材料。TA7屬單相組織的型鈦合金，不能熱處理強化，通常在退火狀態(tài)下使用，具有良好的熱穩(wěn)定性和熱強性。TC4屬雙粗組織的型合金，有較高的力學(xué)性能和高溫變形能力，良好的韌性和塑性，能進行各種熱加工和熱處理強化。鈦合金在100150c仍有很高的強度，被廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)動機外殼、航空發(fā)動機氣機盤、葉片、結(jié)構(gòu)鍛件等。1.鈦合金攻螺紋切削過程特點鈦合金是一種難切削材料，突出特點是刀具極易磨損，刀具壽命很短。主要體現(xiàn)在：（1）切削層變形小由于鈦合金的塑性低和鈦的化學(xué)活潑性高，在高的切削溫度下化學(xué)親和性很強，容易與大氣中的氧、氮等元素化合，從而脆性降低，切削變形小。（2）切削溫度高鈦合金導(dǎo)熱性很差，導(dǎo)熱系數(shù)只相當(dāng)于45鋼的1/51/7切削熱不容易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近較小范圍內(nèi)。（3）冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重一是切削過程中產(chǎn)生的塑性變形，另一方面在高的切削溫度下，鈦很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮，冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損程度。（4）刀具容易磨損主要有機械磨損：毛坯余量和組織不均勻，硬皮與刀具表面接觸發(fā)生強烈的機械摩擦，使刀具受到不均勻的負(fù)荷造成崩刃現(xiàn)象。此外切削過程中已加工表面較大的彈性恢復(fù)，也使刀具磨損。粘接磨損：鈦合金對刀具材料的親和性很強，在切削溫度高和切削力大的條件下，很容易與刀具中的某些元素如C、Ti、Co等粘附在一起，隨切屑的流出帶走刀具材料中的質(zhì)點。2鈦合金攻螺紋過程受力分析及改善措施（1）切削層變化帶來的絲錐受力不均勻絲錐攻螺紋過程屬于半封閉式多刃薄切削過程，與車削螺紋相比較，切削條件惡劣。在工件底孔內(nèi)切出的螺紋，是由絲錐切削刃瓣上的各切削牙逐層切削而成的。不難看出，絲錐或工件旋轉(zhuǎn)一周后，每個切削牙都前進一個螺距，并分別從工件上切除一層金屬。用機用絲錐攻螺紋時，隨著絲錐切入孔中，切削層總面積逐漸增加。當(dāng)切削錐全部進入孔中工作時，切削層總面積達(dá)到最大值。當(dāng)絲錐再繼續(xù)前進時，由于校準(zhǔn)部不起切削作用，所以切削層總面積不再增加。對于鈦合金來說，因切削層巨大的摩擦力和塑性變形給運動中的絲錐受力帶來了波動。一個最有效的改變辦法是將螺紋孔底孔直徑增加到所允許的上限，最大程度地減小切削層厚度。（2）“陷切”造成的絲錐受力惡化攻螺紋時，作用在絲錐各切削刃上的切削力可分解為軸向力.21aaFF、徑向力.21rrFF、和切向力.21vvFF、。切向力直接決定攻螺紋扭距的大小，其他兩個分力則影響攻螺紋的切削過程。從圖2中可以看出，開始攻螺紋時，絲錐依靠在工件上切出的JI螺紋側(cè)面被引導(dǎo)前進。但因JI面太小，加之鈦合金塑性變形，承受不了絲錐對工件的軸向力而產(chǎn)生接觸變形，使絲錐的軸向前進量不足，各刃瓣滯后并在螺紋表面一側(cè)切出階臺而造成“陷切”現(xiàn)象。攻螺紋繼續(xù)進行時，在由KJ、GH、GF、CD等側(cè)刃、頂刃切削時產(chǎn)生的軸向力合力Fa(-)和由JI、EF、AB等側(cè)刃切削時產(chǎn)生的軸向力合力Fa(+)未趨平衡以前，“陷切”現(xiàn)象將繼續(xù)發(fā)生。但隨著絲錐與工件相接觸的螺紋引導(dǎo)表面的增大，“陷切”量將逐漸減小；攻螺紋的“陷切”現(xiàn)象直接影響螺紋一側(cè)面的正確成形，并使其表面粗糙度值高，嚴(yán)重時足以啃住絲錐，使之處于抱死狀態(tài)。（3）攻螺紋過程中的擺動容易使絲錐單向嵌入工件基體中在絲錐正常工作的條件下，如前所述，由于同時工作的絲錐各切削牙切削寬度不等，使前面切削牙的切削面積大于后面切削牙的切削面積，所以，作用在絲錐各刃瓣上的徑向力不等，也使徑向力的合力不等于零（0rF）。顯然，在攻螺紋時，絲錐將偏向徑向力小的一邊，絲錐的軸線相對于孔的軸線將發(fā)生偏移，導(dǎo)致被加工的螺孔擴大同時也使絲錐緊貼在一邊。當(dāng)絲錐的切削錐長度較短，即導(dǎo)角較大時，各刃瓣上切削牙的切削寬度差別愈大，中徑擴大的可能性越大，故絲錐的切削錐長度不宜太短。（4）攻螺紋扭矩的非穩(wěn)定性攻螺紋的扭矩由三個部分組成，即切削扭矩、絲錐與已加工螺紋間的摩擦扭矩和由于切屑堵塞在容屑槽內(nèi)產(chǎn)生的扭矩。在正常切削的條件下，攻螺紋扭矩主要是切削扭矩，后一種扭矩所占的比重一般很小，可忽略不計。絲錐在通孔中攻螺紋時扭矩的變化情況。隨著絲錐切入底孔，進行切削的牙數(shù)增加，攻螺紋扭矩增大。當(dāng)切削錐全部進入底孔時，扭矩達(dá)到最大值。當(dāng)絲錐的切削錐從孔的另一端露出時，攻螺紋扭矩開始減小。顯而易見，攻螺紋扭矩基本上與絲錐切削層總面積成正比，攻螺紋扭矩的變化規(guī)律與絲錐切削層總面積的變化規(guī)律大致相同。為了避免在扭矩最大值時用力過猛，必須掌握所施加扭矩大小及緩急程度。另外還可以通過以下途徑來有效地減小攻螺紋扭矩：1、增大前角使攻螺紋扭矩減小，例如前角為8時，假設(shè)扭矩為100%，那么當(dāng)前角變?yōu)?2時，則扭矩就減小到70%，前角25時扭矩僅達(dá)到原來的53%，但是增大前角會使絲錐強度降低，也不利于散熱，這一點應(yīng)注意。一選擇盡可能少的絲錐刃瓣數(shù)即槽數(shù)，這是因為槽數(shù)的增加，一方面使切削厚度變薄，難以切削，另一方面增加了絲錐與工件摩擦面積，使絲錐扭矩變大，一般的四槽比三槽約增加8%的扭矩。二選擇對口的切削液，減小摩擦。如濃度較大的硫化油，添加15%20%的四氯化碳，可降低表面粗糙度值和減小絲錐咬死的可能性。3絲錐前面導(dǎo)向部分的導(dǎo)角既不能過大也不能太小，導(dǎo)角過大，切削層厚度大，受力容易崩牙咬死，切屑也不易卷曲，但導(dǎo)角過小，切屑過薄，在硬化層上摩擦，加劇絲錐磨損。另外絲錐校準(zhǔn)部分不宜過長，否則和螺紋孔壁摩擦將會加劇，一般為45個螺距。4絲錐改進實例由于鈦合金材料在加工過程中容易產(chǎn)生表面加工硬化，特別是加工小直徑螺紋孔，成了難題。攻螺紋時由于縮孔，攻上幾扣，就抱住絲錐，切削力特別大，普通絲錐容易折斷，使工件無法繼續(xù)加工?；谏鲜鍪芰Ψ治鲞^程，將絲錐的大徑、中徑、小徑磨小并分為四個等級，每只絲錐相差0.1mm，以期減少切削力帶來的影響，但是由于切削量小，工件又容易產(chǎn)生加工硬化，加工起來比較費勁，效率很低，攻上幾個螺紋孔就不能繼續(xù)使用了。后來我從改變切削的角度入手，經(jīng)過多次反復(fù)實驗，將絲錐直槽變?yōu)槁菪?，即在原切削牙上按螺旋角度磨?2扣，以減小絲錐與切屑的接觸面積。前角由原來的108減少至20，使切屑與前刀面的接觸長度小，既可以增加切屑與前刀面的接觸面積，使切削熱和切削力不至于過分集中于切削刃附近，改善散熱條件，也可加強切削刃，減少崩損。參考文獻:1高鐘锍.機電控制工程M.北京:清華大學(xué)出版社,2002.2張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2002.3王貴明.數(shù)控實用技術(shù)M.北京:機械工業(yè)出版社,2000.ThealloyoftitaniumattackswhorltechnologyandscrewtaptoimproveAbstractTitaniumisofsmallspecificgravity,highstrength,strongcorrosionresistanceandheatresistance,whicharethecharacteristicsofmetallicstructuralmaterials.Titaniumisakindofmaterialeasilytappedcuttingtoolwear,shortingitsusingtime.Titaniumistappingonstressanalysis,tappingdirectlyintothespiralgroovethatcanmakecuttingheatandforcewithoutbeingundulyconcentratedinthevicinityofthecuttingedge,notonlyimproveheatdissipation,butalsostrengthenthecuttingedge,inordertoreducelossescollapse.KeywordTitanium,Gewindescheiden,metalstructuralmaterials,heatresistance,StraightFlutedTaps,spiralchuteTitaniumalloyisakindofmetalstructuralmaterial,withcharactersofsmallproportion,highintensity,strongcorrosion-resistingandheat-resistingandsoon.TA7belongstotheorganizedsingle-phasetypeoftitaniumalloy,whichcantbestrengthenundertheheattreatment,usedundertheconditionofputtingoutthefireincommonsituation,withgoodperformenceofhotstabilityandintensity.TC4belongstoorganizeddouble-thickoftypetitaniumalloy,whichhashighermechanicsperformanceandtheabilityofdeformedunderhightemperature,goodtoughnessandplasticity,whichcanworkwithallkindsofheatprocessandstrengthentreatment.Titaniumalloystillhasveryhighintensityunderc150100.Itiswidelyusedintheoutershellofrocketengine,aviationenginechassis,blade,structuralforging,etc.1.ThecharacteristicsofthetitaniumalloysGewindescheidenwhorlcuttheprocess:Thetitaniumisamaterialwhichisveryhardtocut.Theoutstandingcharacteristicisthatthecuttingtoolisveryeasytobepolishanditslife-spanisveryshort.Mainreflectsareasfollowing:(1)CutlayercantransfiguresmallbecauseTitaniumalloyisplasticitylownessandthetitaniumchemistryisactivity.Underthehightemperatureofcuttingthathavestrongaffineofchemistryandeasycombinationwithelementchemicalsuchasoxygen,nitrogeneasytohitthetargetwithatmosphere.Itisbrittlenesslessening,cuttingdeformationareminor.(2)Cuttemperaturehightitaniumalloyheatconductivityverybad,heatconductioncoefficientwhether45steelof1/51/7scuthotonly,insmallerrangenearconcentratingonthecuttingareaandcuttingtheedge.(3)Coldhardphenomenonseriousonecutoutofshapeplasticitythatcourseproduce,ontheotherhandathighcuttingtemperature,titaniumveryaptoxygenandnitrogentoabsorbairformhardandfragilecru