外文翻譯--基于Taguchi技術對鉆削金屬基復合材料的研究 中文版.doc

1基于Taguchi技術對鉆削金屬基復合材料的研究J.PauloDavim喻生林譯摘要:這是一篇關于切削要素（切削速度和進給量）和切削時間對鉆削金屬基復合材料影響的研究論文。一項基于Taguchi技術，以附加在工件上的切削條件進行控制加工的實驗計劃。目的在于能夠建立與刀具壽命估測，特定的切削力和孔的表面粗糙度有關的切削速度，進給量和切削時間三者之間的關系。通過作多發(fā)性線性回歸分析來獲取它們相互之間的關系。最后，將通過做驗證性實驗來對預測的實驗結(jié)果和上面提到的關系作比較。關鍵詞:切削；金屬基復合材料；Taguchi技術；方差分析1.前言與那些常規(guī)的材料相比，金屬基復合材料（簡稱MMCs）是一類相對較新的材料，它具備了更輕的質(zhì)量，能夠承載更高的抵抗力這樣一些性質(zhì)。這類材料已被考慮用于汽車剎車裝置中的轉(zhuǎn)動件和內(nèi)燃機中的各種零部件的制造。因為它具備陶瓷類材料的高耐磨性，所以對MMCs很難進行切削加工。這類強化性陶瓷材料主要是形狀不規(guī)則或呈球形，長如纖維短如須狀或顆粒狀的Al2O3，SiC,B4C這類物質(zhì)。對于MMCs一個持續(xù)的問題是對它們很難進行切削加工，因為SiC的高硬度和耐磨特性或其它的堅硬顆粒。MMCs中的顆粒硬度高于高硬度金屬中的主要成分WC,甚至是絕大部分的切削刀具材料。但是聚晶金剛石（PCD）是一個特例，因為它的硬度大約是SiC的三到四倍。這就是PCD受到眾多研究切削這些材料的學者力薦的原因。Taguchi技術由以一定控制方式來獲得數(shù)據(jù)的實驗計劃，執(zhí)行實驗和分析數(shù)據(jù)組成，它用來獲得一系列有關給出的處理過程的信息。這些技術通過用正交矩陣來確定實驗安排。實驗結(jié)果將通過分析平均值和方差分析的處理。（簡稱ANOVA）。2.實驗步驟2.1方法以及材料為了實現(xiàn)實驗目的，對類型為A356/20/SiCp-T6的MMCs材料（鋁混有7.0%的硅，0.4%的鎂和體積比為20%的SiC強化）進行熱加工試驗（處理在溫度為154。C保溫五個小時）。這些SiC顆粒平均直徑大約在20um左右加工中所用的是以HeidenhaiCNC為控制系統(tǒng)的鉆削機床（能持續(xù)加速至3000rpm，具備2Kw的驅(qū)動功率。）帶有PCD的鉆床（如DIN338）用來在厚度為15mm2的MMCs圓盤件上鉆孔（直徑為5mm）.實驗中我們將使用一個帶有適當過載放大器的Kistler壓電測力器。一些獲得數(shù)據(jù)的不同程序在LabVIEWTM這款軟件上已經(jīng)得以形成和使用。我們根據(jù)扭矩B和進給力Ff的方程式通過這款軟件，可以持續(xù)直觀地實現(xiàn)繪圖和記錄的同步化和可視化。表1各影響要素等級的分配等級切削速度,V(m/min)進給量,f(mm/rev)切削時間,T(min)1300.0552400.1103500.215特定的切削力Ks通過關系式Ks=8B/(fd2)來計算。其中B扭矩；f進給量；d鉆頭直徑。我們通過單位為1um，放大倍數(shù)為30倍的光學顯微鏡來測量切削刀具的磨損量(VBmax在刀刃半徑的1/4處測量)。2.2實驗（Taguchi技術）計劃對于Taguchi技術實驗計劃的詳細細節(jié)使用以上三個因素的三個等級。在表1中指明了要研究的要素和對應等級的分配。我們所選擇的矩陣是L27（313），見表2它有三個等級27行，13列對應相關試驗中的數(shù)據(jù)。各要素以及它們之間的相互關系顯示在每一列中。實驗計劃由27個子實驗（矩陣行）組成，其中第一列與切削速度V相關，第二列與進給量相關，第五列與切削時間相關，其余與各要素之間的相互關系相關。需要研究的結(jié)果是刀具的磨損量VBmax,特定的切削力Ks和孔的表面粗糙度Ra。這些實驗重復做兩次，總計54個子實驗進而對結(jié)果來進行方差分析。表2Taguchi的正交矩陣L27（313）。L27（313）試驗1234567891011121311111111111111211112222222223311113333333334122211122233351222222333111612223331112227133311133322281333222111333913333332221111021231231231231121232312312311221233123123121322311232313121422312313121231522313121232311623121233122311723122311233121823123122311231931321321321322031322132132132131323213213212232131322133212332132133211322432133211322132533211323212132633212131323212733213212131323.數(shù)據(jù)分析結(jié)果和討論實驗的進行目的在于尋求切削速度V，進給量f，切削時間T這三個因素與刀具的磨損量VBmax,特定切削力Ks以及孔的表面粗糙度Ra這三者之間的特定關系。4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理分為兩個部分。第一部分關注于ANOVA和各要素的影響以及相互之間的關系。第二部分允許我們獲得介于切削要素之間的相互關系。然后，結(jié)果將通過做驗證性試驗來獲得。表3Taguchi的正交矩陣實驗切削速度V(m/min)進給量f(mm/rev)切削時間T(min)刀具磨損量VBmax(mm)特定切削力Ks(N/mm2)表面粗糙度Ra(mm)1300.0550.0843570.232300.05100.0959500.183300.05150.1065450.194300.150.0930010.355300.1100.1139990.256300.1150.1345000.257300.250.0920660.388300.2100.1222640.279300.2150.1530940.2910400.0550.0940430.3111400.05100.1058070.3312400.05150.1163880.3613400.150.1127840.4714400.1100.1239040.4715400.1150.1537