-
实验方法
辐射黑色体理论
（
Chao et
al., 1961
）
和切削表面理论
（
Friedman and Lenz,
1970
）。随着敏感的红外感光胶片的发展，在一个可被记录切削侧面温度场的
工具（
Boothroyd,
1961
）和电视型红外线敏感的视频设备已被哈里斯等人使用
（
19
80
年），以热传感和半导体量子吸收的原则为基础的红外线传感器的不断
发展，使得这些传感器的第二敏感性大于第一次，其时间常数很小太
-
在微秒
到毫秒的范围之内。图
5.21
显示了最新使用的第二类的例子。有两个传感器以
及开始投入使用，一个是在
1
毫米至
5
毫米的波长范围的敏感型锑化铟，另外
一个是从
6
毫米至
13
毫米的敏感型碲镉汞类型，通过与两个不同的探测器信号
比较可以使用温度测量更敏感的
方法。
大部分金属切削温度已进行了调查和了解
使得更好地了解
这个过程。原则上，温度测量可能用于条件监测，例如，警告说
如果是天气太热导致切割
刀具后刀面磨损，
然而，
尤其是辐射能尺寸，
< br>在生产条
件，
校准问题以及确保辐射能量途径从伤口区到
探测器不被打断的困难，
使得以
温度测量为目的方法不够可靠切
削的另一种方式是监测声发射，
这虽然是一个间
接的方法，但研
究过程的状态是一个值得考虑未来。
5.4
声发射
材料的活跃形变—例如裂缝的增长，变形夹杂物，快速塑性剪切，甚至晶界，位
错运
动都是伴随着弹性应力波的排放而产生。这就是声发射（
AE
）
。排放的发
毕业设计英文翻译
生在一
个很宽的频率范围内，但通常是从
10
万赫到
< br>1
兆赫。虽然波幅度很小，
但是他们可以被检测到，通过
强烈的压电材料如钛酸钡或压电陶瓷传感器制造
从，（
Pb
（
Zr
x
Ti
1
–
x
）
O
3
;
x
= 0.5 to 0.6
）。图
5.
22
显示了传感器的结构。声波
传送到压力传感器造成直接的压
力
E
（
△
L/
L
），其中
E
是传感器的杨氏模量，<
/p>
L
是它的长度，
△
L
是它的长度变化。应力产生电场
T
=
g
3
3
E
(
△
L/
L
)
（
5.7a
）
g
33
是传感器材料的压电应力系数。传感器两端的电压是
TL
，然后
V
=
g<
/p>
33
E
△
L
（
5.7b
）
<
/p>
g
33
和
E
的典型值分别是
24.4 ×
10
-3
Vm/ N
和
58.5GPa
，以检测电压高达
0.01
毫伏，这是可能的。将这些值代入方程（
5.7b
）导致了检测
△
L
的长度变化的可
以小到
7 ×
10
-15
米：对于一个
L
=
10
毫米的传感器来说，即相当于拥有
7
×
10
-13
图
5.22
显示的是声发射传感器的结构
实验理论方法
1
毕业设计英文翻译
的最小应变，
使用应变传感要比使用钢丝应变计更敏感，
敏感的最低检测应变约<
/p>
为
10
-6
。一
个
AE
传感器电信号处理可分为两个阶段。第一个是通过使用一
个低
噪声前置放大器和一个带通滤波器（
≈100
千赫到
1
兆赫）。由此产生的信号通
常具有的基础上的复杂形式，如图
5.23
所示，在处
理的第二阶段，提取信号的
主要特征，例如事件的数量，电压超过某一阈值
VL
，最大电压
VT
，或信
号能量
的脉冲频率使用声发射来进行状态监测具有许多优点。
一
小部分传感器，
处于策
略性部署，
能调
查整个机械系统。
一个发射源可以通过不同次数的排放以到达不
同的传感器。它的高灵敏度已经被提到。这也是很容易被记录的
;
并且声发射测
量仪器重量轻而且体积小。
然而，
它也有一些缺点。
这些传感器必须直接连接到
被监视
系统：
这会导致长期的可靠性问题。
在嘈杂的条件下可以使之成
为不可能
孤立的事件。
声发射是很容易受被监视材料的状态的影
响，
例如热处理，
预应变
和温度。此外
，由于声发射事件和被监视的系统状态两者关系的特点并不明显，
甚至比热辐射测量需要
更多的校准或压力测量系统。
在加工过程中，声发射信号的主
要来源是剪切带，片工具和工具的工作接触
区域，切屑的破碎与碰撞，及其切削工具的特
征。声发射信号的功率比较大，一
般见于范围
100
千赫至
300
千赫。其基本性能的研究和检测磨损
工具的使用，
并且切削已经成为大量调查的主题，例如
Iwat
a
和
Moriwaki
（
1977
），
Kakino
（
1984
）
，
Die
i
和
Dornfeld
（
1987
）
。
声发射的使用潜力可以在图
5.24
看出来
。
它显示了一个后刀面磨损
VB
和振幅
水平之间的关系
2
毕业设计英文翻译
那就是
AE
信号会转化
0.4
5
％的普通碳素钢（
Miwa
，
1981
）
。较大的侧面磨损，
较大的声发射信号，
而与具有耐磨变化切削条件的信号的变化率有关，
例如切割
速度。
参考文献
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< br>和
Dornfeld
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3
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冶金的加工，第一部分
.
Metallurgia
6
力学进展
6.1
简介
第
2
章介绍了最初的机械，
热及摩擦学
加工过程的报告。
演示实验的报告研
究表明，在剪切面角，摩擦
角和前角之间没有独特的的关系
;
证据表明这部分可
能受主剪切带加工硬化
;
切削速度与高温之间的关
系和高应力条件下使摩擦面的
摩擦角条件不足的影响。
3
至
5
章集中描述了工件和刀具材料的性能，<
/p>
刀具磨损
和故障的本质和加工后的实验方法过程。
这使得针对描述力学进展的背景下，
导
致有能力来预测
从机械加工行为和物理性质的工作及其工具。
本章安排了除本
介绍之外的三个部分：
滑移线场模型，
从而使成连续切屑形成具
有很大的启示，
但这最终是令人沮丧的，
因为它最终没有提供去删除以上所指非
唯一性的办法
;
考虑到建模的工作流引入应力变化的影响这消除了非唯一性，即
使只通
过一个近似的方式；
第一个实例，
以对切屑形成的正交模型来扩
展更多的
一般的三维（非正交）的条件。这是一个第
2
章与现代数值（有限元）制作经典
材料之间的过渡章节第
7
章。
6.2
滑线场模拟
4
毕业设计英文翻译
第
2
章介绍了两个早期的平面的剪切角依赖摩擦和斜角的理论。根据
Merchant
（
1945
）（方程（
2.9
））切屑的形成发生在一个给定摩擦最低能
量的
条件下。据
Lee
和
Shaffer
（
1951
年）（方程（
2.10
）），剪切面的夹角是由在
第二剪切带相关的塑性流动摩擦角规则。
Lee
和<
/p>
Shaffer
的贡献首次是在
slip
line
的切屑形成磁场模型。
6.2.1
滑移线场理论
滑移线场理论适用于平面应变
（二维
）
的塑性流动。
材料的力学性能被简化
为刚性，完全塑料。这就是说，它的弹性模量被认为是不定的（刚性）及其塑性
流动时发
生的应用是最大剪应力达到某一临界值，
k
，它不随条件，如应
变，应
变率和温度流动的变化而变化。
对于这样一个在平面上的
理想化材料，
应变塑性
状态，
滑移线场
理论发展的压力和速度如何可以改变规则。
这些被认为是在详细
附录
1
之中。一个简短的部分在这里给出了摘要，足以使该理论
应用到加工中。
首先：什么是滑移线和滑移线场
;
以及他们有用吗？一个平面材料的应力应
变加载的
分析结论是，
在任何一点上都有两个正交方向，
其中剪应力方向
为最大
值。此外，在这些方向直接应力是平等的（和平等的静水压力）。然而，这些方<
/p>
向可以从一个点到另一个点而改变。
如果材料是加载塑性，
应力状态完全是所描
述的最大剪应力常数
K<
/p>
值，以及方向和静水压力各不相同的点。
A
线，一般弯
曲，
沿其长度最大剪应
力方向都被称为滑移线。
一个滑移线是正交曲线滑移在塑
料地带
现有生产线配套。
滑线场理论是构建在特定情况下的滑移线场
（
例如规则
加工）和计算领域内的静水压力的变化之上。
该文章摘自：
Metal MachiningTheory
and Applications
Thomas
Childs
University of Leeds,UK
Katsuhiro Maekawa
Ibaraki
University,Japan
Toshiyuki Obikawa
Tokyo Institute of Technology,Japan
Yasuo Yamane
Hiroshima
University,Japan
Copublished in North,Central and South
America by
John Wiley & Sons Inc.,605
Third Avenue,
New York,NY
10158
–
0012
5
毕业设计英文翻译
Experimental
methods
(Chao
et
al.,1961) and
on
the
chip
surface
(Friedman
and
Lenz,1970).
With
the development of infrared
sensitive photographic film,temperature fields on
the
side
face
of
a
chipand
tool
have
been
recorded
(Boothroyd,1961)
and
television type infrared
sensitive video equipment has been used by Harris
et
al. (1980).
Infrared
sensors
have
continued
to
develop,based
on
both
heat
sensing
and
semiconductor
quantum
absorption
principles.
The
sensitivity
of
the
second of these is
greater than the first,and its time constant is
quite small too
in the range of ms to
ms. Figure 5.21 shows a recent example of the use
of the
second
type.
Two
sensors,anInSb
type
sensitive
in
the
1
mm
to
5
mm
wavelength
range
and
a
HgCdTetype,sensitive
from
6
mm
to
13
mm,
were
used:more sensitive temperature
measurements may be made by comparing
the signals from two different
detectors.
Most investigations of
temperature in metal cutting have been carried out
to understand the process better. In
principle,temperature measurement might
be
used
for
condition
monitoring,for
example
to
warn
if
tool
flank
wear
is
leading
to
too
hot
cutting
conditions.
However,particularly
for
radiant
energy
measurements and in production
conditions,calibration issues and the difficulty
of ensuring the radiant energy path
from the cutting zone to the detector is not
interrupted,make
temperature
measurement
for
such
a
purpose
not
reliable
enough. Monitoring the acoustic
emissions from cutting is
6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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