630 智能车刀刃磨机机械结构设计【CAD图+文献翻译+PPT+说明书】

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关键词：模具，型腔，辊轧，建模1.简介三维（3D）钣金件广泛用于民用和军事领域由于其特殊的功能，如重量轻和良好的应力状态。模具成型是一种传统的方式形成的零件，具有生产效率高的优点，为大规模生产精度和一致性，适应。然而，三维表面的产品多样化、小批量的趋势越来越明显的产业化发展。针对船体板的三维曲面零件成形，山下山川（1988）做了一个柔性滚弯试验装置。柔性辊是由许多短卷沿轴和万向节机构连接。在成形过程中，柔性辊形状的弯曲轮廓与许多分段直线，与弯辊的函数的金属片导致的三维曲面零件的形式。这种装置的辊是不连续的，总体平稳差，制作效果不理想的形成。增量成形的连续制造方法，它适用于小批量生产的低成本。如何过，以形成所需要的产品的时间是比较长的，由当地的拉伸引起的厚度应变非常大。为了克服这些问题，Yoon和杨（2003）提出用“增量的辊弯成型过程，继承的优势，对渐进成形过程和辊轧成形过程。该方法使用一个移动辊设置为一个成形工具制造双弯曲的金属板。卷组由一个电机驱动的中心辊和两对上下支承辊的球轴承。由于弯曲发生在局部接触区上下中心辊，辊套需要运动线时，整个地区是在成型过程中产生的变形。因此，增量辊形成生产力相对低。为了提高成形效率，基姆等人。（2008）改变了增量冷弯成型，用多辊套安装在一个线性阵列线阵卷集的形式（LARS）。每个轧辊套分为驱动辊在中央行和剩余的闲置的拉尔斯。在金属板的横向弯曲是由上、下辊套的结构和纵向弯曲是由驱动辊在中央行和一对空排辊。辊的中央阵列驱动金属板的旋转移动双弯曲板的使用之间的摩擦辊和板形成的。垫片等。（2010）评估由Lars过程产生的质量的板，发现它是更有效地制造一双弯曲板通过形状以提高所形成的板的质量。一双弯板可以形成只有一个过程是通过使用。然而，金属片是由个体的离散辊在沿径向方向不能摆动压Lars过程。因此，所形成的部分的横向轮廓可能缺乏非常光滑。Li et al.2007）分析和COM相比普通柔性成形方法，提出了表面连续形成方法基于柔性滚弯过程。该工艺采用连续柔性辊ASA成形工具与板弯曲，在纵向和横向方向同时。随着柔性辊旋转，金属薄片饲料连续塑性变形。提出了连续成型方法在轧制过程中的弯曲辊的使用。该方法采用积分，光滑柔软的卷作为一个成形工具，取决于一个方向弯曲变形和不均匀的伸在其他方向来实现三维形成。在前人工作的基础上，本文探讨了在零件的形状变化的影响减少，当柔性辊弧形的数值模拟手段，分析了形状误差和厚度分布通过偏差分析以得到普遍和实用的轧辊半径的计算和板形控制方法。轧制技术是金属成形过程中，金属股票经过一对辊和旋转辊拉板他们中间的摩擦。轧制力使板材的塑性变形。柔性轧制工艺采用表面积分柔性辊成形工具并得到非均匀辊缝控制辊型。不同的金属部件可以用轧辊的旋转下形成的综合效应的轧制力和摩擦。由于表面柔性轧制过程只需两卷的装置简单，易于管理，可以不断灵活制造三维零件.2.表面柔性轧制2.1 表面柔性轧制的基本原理表面柔性轧制关键成形零件表面柔性轧制成形的基本原理是整体柔性辊和调形单元如图1所示。柔性辊产生弯曲曲率在垂直于轧制方向的横向方向的剖面形状的非均匀，辊缝（图1）。岩石扩展引起的非均匀的间隙的过程中带来的沿轧制方向的曲率。在联合的横向弯曲变形和纵向非均匀延伸的影响，板是在图变形沿轧制方向的方向和连续传输，利用轧制力和辊与金属板之间的摩擦。表面的一种柔性轧制成形过程示意图如图1所示。几种调形单元设置在卷根据成形精度的要求。单位调整和保持辊形状与上、下辊之间的间隙，保证绕坐标轴旋转。卷径是尽可能以利于弯曲曲率小的调整。轧辊材料具有良好的弹性和强，他们是在一个自由的国家，也可以直接绕曲轴与小挠度弯曲调整单元约束下的转动。辊间隙由轧辊辊型，其最重要的特点是不均匀的。这种差距的影响下，在厚度方向的板的压缩变形是在同一截面不同，导致不同的纵向延伸量。表面柔性轧制的关键技术和多调整柔性辊结构控制设计。三维的钣金零件形状和尺寸不同如果将获得的弯曲轮廓的柔性辊与辊缝分布发生了变化。2.2表面柔性轧制成形过程中形成的机制，横向弯曲，厚度变薄，剖面扩展发生。该剖面扩展名不同点辊缝分布的不均匀性。即使伸长导致垂直弯曲的弯曲变形了由于材料的连续性存在的情况下，如图2所示的联合国。2.3 弧形外观分析弯曲辊辊缝分布的不同将导致不同的纵伸长状态的板，最终影响金属板的整体成形。辊缝分布取决于柔性辊形状，即在形态，辊弯曲形式。根据几何参数和还原特性，不同形式的上下辊可以绘制轮廓曲线，如圆弧，双曲线和抛物线函数，反比例函数。李等人。（2013）提出的方法来调整工作辊的形状为圆弧形的原因，它是方便的近似求解和调节辊的形状为计算和生产也有。这项工作进一步组织和优化它解决规制轻松的问题。在这种情况下，间隙分布的两个圆弧两个非同心不同在一定长度范围半径圆之间的空间。凸曲面方程可以表示如下：如图3所示，在生殖道感染的部分的横向半径，R1上辊半径，（0，b）是上辊的中心坐标，r2is下辊半径，（0，B）为中心将下辊和（x，y），是部分的边缘当前的表面点的坐标。水平轴的横向和纵向板厚方向.连接点和圆心，线的相交点上辊轴（x1，y1）和在点与下辊轴（X2，Y2）。为了简化计算，所形成的部分的回弹效应是在下面的分析中忽略了。上辊中心坐标： (2)连接部分的中心和边缘点的直线的斜率： 图3 形成凸面辊弯弧形状 图4 表面柔性轧制实验装置 本线与上辊轴和方程 x21 + mx1 + R (R1 + b)2 R21 = 0 (4) 本线与下辊轴和方程：x22 + mx2 + R (R2 b) R22 = 0 (5) 边缘之间的距离的点上下辊： (x1 x2)2 + (y1 y2)2 2r t = 0 (6) 替代的轧制压最大值和求解方程以上组合，上下辊半径时。半径值是一个表面柔性轧制的关键参数，数值模拟和三维金属板材的实际生产任务需要完成的研究.3 实验和数值模拟研究3.1 调查实验调查一个小型化的装置，如图4所示，该装置参数列于表1。有两个柔性辊和每一个3.2 数值模拟数值模拟表面柔性轧制是一个复杂的塑性成形过程的大变形，几何非线性，材料非线性和接触非线性，所以显式动力分析软件ABAQUS / Explicit中已被应用到模拟的形成过程。对于表面柔性轧制板，一些地区被压，导致厚度变薄，纵伸；在厚度方向上的应力和应变的分布在整个板料成形的影响，所以必须有一些节点和单元厚度方向的原因，是我们选择固体元素创建有限元模型。八节点非协调模式的线性砖，c3d8i给出非常准确率的结果，在一个较小的元素的失真情况下的位移和应力，得到几乎相同的结果，对弯曲问题的同时，计算成本显着降低二次元件。因此，c3d8i适合表面柔性轧制分析在模拟过程中采用两个柔性辊是符合实际的实验条件。金属板的材料是1008钢（ASTM）和性能如表2所示。在最大试验力100千牛电子拉力试验机进行拉伸试验和单轴应力与ASTM 1008应变曲线如图5所示。板的尺寸为200毫米，120毫米，1毫米和材料，是各向同性弹性塑料。柔性辊直径为5毫米和离散刚体。假定，为了节省计算资源，半有限元模型是用做的模拟。该模型如图6所示。为了模拟仿真过程柔性辊旋转，卷必须分成若干段。每个段是一个圆柱体和绕自身轴线。真正的柔性辊转速约3弧度/秒。如果这个速度进行模拟，计算时间会很长，结果图不容易收敛，所以它需要提高转速的卷。如果速度太高，结果是穷人的可靠性。经过几次尝试，速度为30弧度/秒。 图5 ASTM 1008单轴应力应变曲线。 定义在ABAQUS/Explicit软件交互，我们需要确认的相互作用类型，包括一般的接触，面面接触，接触，等代联系艾莱依的优势是，它允许定义接触很简单。特别是，我们只需要指定接触算法和影响面接触简单；软件本身可以确定相互作用面自动对它们的类型较少的限制。因此，辊和板之间的接触为代艾莱依联系。关于互动性的定义，汤恩的计算模型正常行为需要被分配。刑罚的摩擦公式一直沿用前因为表面时，应该坚持，他们在一个弹性滑动许可方式。在这种情况下，滑动的大小是有限的弹性滑动和软件会及执行状况不断的惩罚约束的大小。根据工程经验，钢柔钢之间的摩擦系数为0.10.2和在这个模拟过程中的研究中，0.2被选。“后者硬”接触是选择以确保两个表面时，正常压力为零或负的相互作用过程中的分离。应力应变分布凸和马鞍面件的最大轧制时减少0.02毫米在图7所示。本研究的重点不应力和应变的讨论，所以这一点上，在这里就不详细说明了3.3 结果和讨论每个节点坐标在形成的部分提取的中间面和点云是根据坐标形；三维表面是由利用逆向工程的云层后，模拟。比较测量的表面上形成的基础上，得到表面柔性轧制参数。在第一部分讨论了系数所形成的部分的形状形成的影响，其中的参数包括减少，速度，卷板成形半径和摩擦。然后，形成表面柔性轧制的影响进行了研究，包括形状误差和厚度变化分析。最后，实验结果显示和分析，以及仿真和实验发现之间的协议。3.3.1 减少还原的影响还原是一个重要的参数，因为不同的减少导致不同的轧制力和变形量的影响，最终。当零件具有相似目的的看台，不同变形量有明显影响的表面形状。图8显示测量中心曲线沿纵向方向（X轴）和横向方向（Y轴）不同的变形量。采样点的z坐标测量的表面上形成的。横向目标半径是五百毫米，D是轧制变形如图8所示。可以发现，纵向中心线的曲率逐渐增加随着还原所示图的增量。8A，这意味着所形成的部分的纵向弯曲变形敏感。同样，实测数据表明，图8b的横向中心线的曲率特征逐渐增加的减少伴随着增加，这意味着减少对部分滚动奇怪的形状的影响。如图8所示，红色固体通告指目标圆弧的半径为500毫米。可以看出，横向曲率接近目标时降低0.02毫米。虽然柔性辊形变化不大的减少的变化，但相比减少的影响，主要影响因素是后者。 图6。表面柔性轧制有限元模型。在成形过程中的降低而增加，在厚度方向上，导致不均匀的塑性伸长的增加在轧制方向变形的加剧，所以纵向曲率增大。随着减速，在横向目标曲率不变的情况下，实用效果增强，从而增加同样的横向曲率。仿真结果与实验结果一致，如图所示图93.3.2 速度的影响成形速度是最重要的参数之一，表面柔性轧制。图10显示了在不同成形速度所形成的部分的变化。纵向（X轴）和横向（y轴）的曲率降低时形成的旋转速度增加，但横向不明显减少。不同的形成速度会导致不同的变形抗力。速度越高，越性，较小的变形量如图10A所示，一个更高的速度导致一个较小的纵向弯曲。对于横向曲率，它是用卷主要涉及广泛延伸的形状。轧辊的弯曲引起广泛的推广更加困难，所以横向曲率减小一点。横向曲率是非常接近的目标之一，所图10B。 图7 数值模拟的结果（一）等效应力分布；（b）等效塑性应变分布 图9 实验结果在降低而增加3.3.3弯曲半径的影响工作辊的弯曲半径对横向影响很大（Y轴）也施加一定的影响曲率和纵向（X轴）。如图所示的11a，剖面曲率变大，随着弯曲半径的增加，横向曲率的变化趋势是纵向如图11b所示相反图11弯曲半径的影响所形成的部分的形状（一）纵向中心线的对比；（b）的横向中心线的对比。不同的弯曲半径导致不同的还原点间，并最终影响纵向延伸。当曲率较大，纵向延伸的差异较小，在每一个点。在相同的中心的情况下减少（纵向扩展），一个不伸展的差异导致了较小的力，限制变形的影响。相反，一个更大的伸展差异原因对中心变形较强的抑制，使较小的曲率。对于横向的，更大的弯曲曲率的工作辊将限制所形成的部分的形状和变形后，一个更大的横向曲率、y出现。同样，如图11b所示，成形件的横向曲率接近目标。3.3.4 摩擦的影响 摩擦在柔性轧制过程中也起着重要的作用。不同摩擦系数将造成一定的形体变化的组成部分。如图12所示，纵向图（X轴）和横向（y轴）的曲率减小摩擦系数增加摩擦对成形件的形状的影响，如与成形速度。即，当摩擦增加，变形程度和变形阻力增加变得困难。如图12A所示，当摩擦系数的增加而增加，抗力和变形量减少，这可以通过更大的纵向半径反映。对于横萨尔，摩擦的增加使得广泛推广困难。因此，由于摩擦力增大，横向曲率减小（图12b），但它是有点不同的目标。3.3.5 形状误差 做一个拟合曲线的形状是尽可能接近到轧制中心线沿轧制方向形成一个形状尽可能的横向支持文件弧。使用后者曲线扫过前一个，一个标准的3D表面出现。应用本标准的表面和一个接收模拟过程中进行偏差分析，其表面形状误差获得灵活的。板的尺寸为200毫米120毫米1毫米刚性目标时，曲率半径为500毫米，最大变形量为0.03毫米，凸表面偏差不再是2毫米如图13a所示；马鞍面不超过1.4毫米，如图13b显示的表面形成。柔性轧制表面形状误差都比较小，这意味着构造的表面是非常接近的标准之一，效果良好。有许多复杂的形状误差等原因，形成的部分的不同的弹簧背辊形调整误差。为了减少回弹的影响，更多的道具埃罗尔形状和间隙的设计应以补偿回弹或微调形成过程中的变化。此外，轧制参数设置不当也会导致错误。例如，定期条纹图如图13所示，沿纵向方向的不连续的弯曲辊时，模拟工作正在进行。条纹不影响横向弯曲的趋势。此外，在实际的制造过程中，该卷积分和连续板是更广泛的比用模拟，所以上面将有缺陷存在。 通过三维双目视觉测量系统测定了成形零件的成形精度分析和。结果表明，两者的凸表面形成的误差小，与仿真结果一致。 图13。所形成的部分的形状误差（一）凸面部分；（b）鞍座表面一部分。图14 所形成的部分的厚度的变化（一）凸面部分；（b）鞍座表面的一部分。 于这项研究没有提供这个功能。在某些情况下，变形后的厚度可以通过远程的上部和下部表面节点之间。当节点的位错发生，厚度和距离之间的误差大。在这项工作中，偏差分析已作为研究厚度变化及进行上下表面之间的手段可以考虑变形后的厚度。在逆向软件，偏差值的点的参考和测量表面之间的距离。该参考表面的法线就在第一点和与测得的表面在后一点。由于上下表面具有相同的变化趋势，相当接近的厚度不同的偏差分布，就像形状误差分析方法。它是合理的，偏差为代表的厚度厚度分析。偏差值小，这意味着厚度小。同样，厚大而偏差大。该模型参数的形状误差模型相同的。对成形件的厚度有变化和凸面部分的变化小于0.05毫米，如图14a显示；马鞍面部分的变化不超过0.09毫米所示图14B。 图15 实验结果对于凸表面，厚度在沿轧制方向的中心很小，而双方的大所示图14a。为马鞍面，在该中心的厚度沿轧制方向的大，而双方都是小如图14b。虽然存在厚度变化，变化量很小，难以观察到的变化。这也表明，表面的柔性轧制是一种形式的联合国甚至压缩变形的积累过程。一系列的实验已经在表面的柔性轧制设备执行如图4所示。代表性的结果凸和马鞍面件如图15所示。实验材料是1008钢（ASTM）。凸曲面零件毛坯尺寸为150毫米400毫米，厚度为1毫米；120毫米的160毫米，厚度为1毫米。完成显示由表面柔性轧制形成的三维曲面零件的效果好。（1） 的基本原理，形成机理和表面特性进行了柔性轧制。原理是利用形柔性辊成形工具使金属板形成。具体的方法是设置在柔性辊调整单位和力的表面部分饲料和塑性变形连续辊的旋转。表面柔性轧制线的形成，形成区域是大的和成型效率高比点成形特点。（2） 有关于表面柔性轧制的两个基本条件；一是柔性辊可绕自身轴线弯曲时挠度小，轧辊间隙的分布是不均匀的第二人，否则只有变厚度的板或将形成厚度均匀的缸。（3） 形成的部分的形状主要取决于不均匀的厚度变薄，横向弯曲变形。如果对辊缝中部比两侧，一个凸表面会形成，并在对比的马鞍表面将形成。纵向和横向曲率随最大变形量增加。（4） 当卷弧形，半径可以计算，该方法已被验证的数值模拟。仿真结果表明，形状误差和厚度的变化都很小，和成形效果好。（5） 表面的柔性轧制设备已开发和典型成形实验已经完成。成形零件的表面光滑细腻，验证了利用曲面柔性轧制形成三维曲面零件是可行的、实用的。4 结论 结论整体弹性辊轧制技术的结合，一种表面形成方法的基础上的横向弯曲和不均匀变形提出了。表面柔性轧制使钣金制造简单，灵活和低成本。许多不同的三维曲面零件可以产生只是一机无需昂贵的模具使用。因此，预计该方法在三维零件的制造领域，如船舶适用，移动和压力容器。本研究探讨了弯辊时，轧辊半径圆弧的方法。该方法仿真的基础上，对辊形调节供应。仿真及实验完成显示。致谢 作者要感谢由中国国家自然科学基金会提供资金支持（no.51275202）参考书 Kim, K.H., Roh, H.J., Han, M.S., 2008. Finite element analysis of the incremental dual curvature bending of a plate in a line array roll set. In: Proceedings of the 9thInternational Conference on Technology of Plasticity, Gyeongiu, pp. 10651069. Li, M.Z., Cai, Z.Y., Li, R.J., et al., 2012. Continuous forming method for three-dimensional surface parts based on the rolling process using bended roll. Journal of Mechanical Engineering 48, 4449 (in Chinese). Li, M.Z., Hu, Z.Q., Cai, Z.Y., Gong, X.P., 2007. Method of multipoint continuous forming for the freeform surface parts. Journal of Mechanical Engineering 12, 155159(in Chinese).Li, R.J., Li, M.Z., Xue, P.F., et al., 2013. Method of Flexible Rolling forSurface Sheet Metal J/OL. J. Jilin Univ. (Eng. Technol. Ed.), http:/www.cnki.net/kcms/detail/22.1341.T. 20130319.1406.033.html (in Chinese). Shim, D.S., Yang, D.Y., Kim, K.H., Chung, S.W., Han, M.S., 2010. Investigation into forming sequences for the incremental forming of doubly curved plates using the line array roll set (LARS) process. International Journal of Machine Tools andManufacture 50, 214218.Yamashita, I., Yamakawa, T., 1988. Apparatus for forming plate with a double-curvedsurface. Patent US4770017. Yoon, S.J., Yang, D.Y., 2003. Development of a highly flexible incremental roll form-ing process for the manufacture of a doubly curved sheet metal. CIRP Annals:Manufacturing Technology 52, 201204.(本科毕业设计论文)毕业设计（论文）外文资料翻译附件：1.外文原文2.外文资料翻译译文12附件1：外文原文 Friction,LubricationofBearing Inmanyoftheproblemthusfar,thestudenthasbeenaskedtodisregardorneglectfriction.Actually,frictionispresenttosomedegreewhenevertwopartsareincontactandmoveoneachother.Thetermfrictionreferstotheresistanceoftwoormorepartstomovement. Frictionisharmfulorvaluabledependinguponwhereitoccurs.Frictionisnecessaryforfasteningdevicessuchasscrewsandrivetswhichdependuponfrictiontoholdthefastenerandthepartstogether.Beltdrivers,brakes,andtiresareadditionalapplicationswherefrictionisnecessary.Thefrictionofmovingpartsinamachineisharmfulbecauseitreducesthemechanicaladvantageofthedevice.Theheatproducedbyfrictionislostenergybecausenoworktakesplace.Also,greaterpowerisrequiredtoovercometheincreasedfriction.Heatisdestructiveinthatitcausesexpansion.Expansionmaycauseabearingorslidingsurfacetofittighter.Ifagreatenoughpressurebuildsupbecausemadefromlowtemperaturematerialsmaymelt.Therearethreetypesoffrictionwhichmustbeovercomeinmovingparts:(1)starting,(2)sliding,and(3)rolling.Startingfrictionisthefrictionbetweentwosolidsthattendtoresistmovement.Whentwopartsareatastateofrest,thesurfaceirregularitiesofbothpartstendtointerlockandformawedgingaction.Toproducemotionintheseparts,thewedge-shapedpeaksandvalleysofthestationarysurfacesmustbemadetoslideoutandovereachother.Therougherthetwosurfaces,thegreaterisstartingfrictionresultingfromtheirmovement.Sincethereisusuallynofixedpatternbetweenthepeaksandvalleysoftwomatingparts,theirregularitiesdonotinterlockoncethepartsareinmotionbutslideovereachother.Thefrictionofthetwosurfacesisknownasslidingfriction.Asshowninfigure,startingfrictionisalwaysgreaterthanslidingfriction.Rollingfrictionoccurswhenrollerdevcesaresubjectedtotremendousstresswhichcausesthepartstochangeshapeordeform.Undertheseconditions,thematerialinfrontofarollertendstopileupandforcestheobjecttorollslightlyuphill.Thischangingofshape,knownasdeformation,causesamovementofmolecules.Asaresult,heatisproducedfromtheaddedenergyrequiredtokeepthepartsturningandovercomefriction.Thefrictioncausedbythewedgingactionofsurfaceirregularitiescanbeovercomepartlybytheprecisionmachiningofthesurfaces.However,eventhesesmoothsurfacesmayrequiretheuseofasubstancebetweenthemtoreducethefrictionstillmore.Thissubstanceisusuallyalubricantwhichprovidesafine,thinoilfilm.Thefilmkeepsthesurfacesapartandpreventsthecohesiveforcesofthesurfacesfromcominginclosecontactandproducingheat.Anotherwaytoreducefrictionistousedifferentmaterialsforthebearingsurfacesandrotatingparts.Thisexplainswhybronzebearings,softalloys,andcopperandtiniolitebearingsareusedwithbothsoftandhardenedsteelshaft.Theiolitebearingisporous.Thus,whenthebearingisdippedinoil,capillaryactioncarriestheoilthroughthespacesofthebearing.Thistypeofbearingcarriesitsownlubricanttothepointswherethepressuresarethegreatest.Movingpartsarelubricatedtoreducefriction,wear,andheat.Themostcommonlyusedlubricantsareoils,greases,andgraphitecompounds.Eachlubricantservesadifferentpurpose.Theconditionsunderwhichtwomovingsurfacesaretoworkdeterminethetypeoflubricanttobeusedandthesystemselectedfordistributingthelubricant.Onslowmovingpartswithaminimumofpressure,anoilgrooveisusuallysufficienttodistributetherequiredquantityoflubricanttothesurfacesmovingoneachother.Asecondcommonmethodoflubricationisthesplashsysteminwhichpartsmovinginareservoiroflubricantpickupsufficientoilwhichisthendistributedtoallmovingpartsduringeachcycle.Thissystemisusedinthecrankcaseoflawn-mowerenginestolubricatethecrankshaft,connectingrod, andpartsofthepiston.Alubricationsystemcommonlyusedinindustrialplantsisthepressuresystem.Inthissystem,apumponamachinecarriesthelubricanttoallofthebearingsurfacesataconstantrateandquantity.Therearenumerousothersystemsoflubricationandaconsiderablenumberoflubricantavailableforanygivensetofoperatingconditions.Modernindustrypaysgreaterattentiontotheuseoftheproperlubricantsthanatprevioustimebecauseoftheincreasedspeeds,pressures,andoperatingdemandsplacedonequipmentanddevices.Althoughoneofthemainpurposesoflubricationisreducefriction,anysubstance-liquid,solid,orgaseous-capableofcontrollingfrictionandwearbetweenslidingsurfacescanbeclassedasalubricant.VarietiesoflubricationUnlubricatedsliding.Metalsthathavebeencarefullytreatedtoremoveallforeignmaterialsseizeandweldtooneanotherwhenslidtogether.Intheabsenceofsuchahighdegreeofcleanliness,adsorbedgases,watervapor,oxides,andcontaminantsreducefrictio9nandthetendencytoseizebutusuallyresultinseverewear;thisiscalled“unlubricated”ordrysliding.Fluid-filmlubrication.Interposingafluidfilmthatcompletelyseparatestheslidingsurfacesresultsinfluid-filmlubrication.Thefluidmaybeintroducedintentionallyastheoilinthemainbearingofanautomobile,orunintentionally,asinthecaseofwaterbetweenasmoothtubertireandawetpavement.Althoughthefluidisusuallyaliquidsuchasoil,water,andawiderangeofothermaterials,itmayalsobeagas.Thegasmostcommonlyemployedisair.Boundarylubrication.Aconditionthatliesbetweenunlubricatedslidingandfluid-filmlubricationisreferredtoasboundarylubrication,alsodefinedasthatconditionoflubricationinwhichthefrictionbetweensurfacesisdeterminedbythepropertiesofthesurfacesandpropertiesofthelubricantotherthanviscosity.Boundarylubricationencompassesasignificantportionoflubricationphenomenaandcommonlyoccursduringthestartingandstoppingoffmachines.Solidlubrication.Solidsuchasgraphiteandmolybdenumdisulfidearewidelyusedwhennormallubricantsdonotpossesssufficientresistancetoloadortemperatureextremes.Butlubricantsneednottakeonlysuchfamiliarformsasfats,powders,andgases;evensomemetalscommonlyserveasslidingsurfacesinsomesophisticatedmachines.Functionoflubricants.Althoughalubricantprimarilycontrolsfrictionandordinarilydoesperformnumerousotherfunctions,whichvarywiththeapplicationandusuallyisinterrelated.Frictioncontrol.Theamountandcharacterofthelubricantmadeavailabletoslidingsurfaceshaveaprofoundeffectuponthefrictionthatisencountered.Forexample,disregardingsuchrelatedfactorsasheatandwearbutconsideringfrictionalonebetweenthesamesurfaceswithonlubricant.Underfluid-filmconditions,frictionisencountered.Inagreatrangeofviscositiesandthuscansatisfyabroadspectrumoffunctionalrequirements.Underboundarylubricationconditions,theeffectofviscosityonfrictionbecomeslesssignificantthanthechemicalnatureofthelubricant.Wearcontrol.Wearoccursonlubricatedsurfacesbyabrasion,corrosion,andsolid-to-solidcontactwearbyprovidingafilmthatincreasesthedistancebetweentheslidingsurfaces,therebylesseningthedamagebyabrasivecontaminantsandsurfaceasperities.Temperaturecontrol.Lubricantsassistincontrollingcorrosionofthesurfacesthemselvesistwofold.Whenmachineryisidle,thelubricantactsasapreservative.Whenmachineryisinuse,thelubricantcontrolscorrosionbycoatinglubricatedpartswithaprotectivefilmthatmaycontainadditivestoneutralizecorrosivematerials.Theabilityofalubricanttocontrolcorrosionisdirectlyrelatlytothethicknessofthelubricantfilmremainingonthemetalsurfacesandthechermicalcompositionofthelubricant.OtherfunctionsLubricationarefrequentlyusedforpurposesotherthanthereductionoffriction.Someoftheseapplicationsaredescribedbelow.Powertransmission.Lubricantsarewidelyemployedashydraulicfluidsinfluidtransmissiondevices.Insulation.Inspecializedapplicationssuchastransformersandswitchgear,lubricantswithhighdielectricconstantsactaselectricalinsulators.Formaximuminsulatingproperties,alubricantmustbekeptfreeofcontaminantsandwater.Shockdampening.Lubricantsactasshock-dampeningfluidsinenergytransferringdevicessuchasshockabsorbersandaroundmachinepartssuchasgearsthataresubjectedtohighintermittentloads.Sealing.Lubricatinggreasefrequentlyperformsthespecialfunctionofformingasealtoretainlubricantsortoexcludecontaminants.Theobjectoflubricationistoreducefriction,wear,andheatingofmachineparswhichmoverelativetoeachother.Alubricantisanysubstancewhich,wheninsertedbetweenthemovingsurfaces,accomplishesthesepurposes.Mostlubricantsareliquids(suchasmineraloil,siliconefluids,andwater),buttheymaybesolidforuseindrybearings,greasesforuseinrollingelementbearing,orgases(suchasair)foruseingasbearings.Thephysicalandchemicalinteractionbetweenthelubricantandlubricatingsurfacesmustbeunderstoodinordertoprovidethemachineelementswithsatisfactorylife.TheunderstandingofboundarylubricationisnormallyattributedtohardyandDoubleday,whofoundtheextrememlythinfilmsadheringtosurfaceswereoftensufficienttoassistrelativesliding.Theyconcludedthatundersuchcircumstancesthechemicalcompositionoffluidisimportant,andtheyintroducedtheterm“boundarylubrication”.Boundarylubricationisattheoppositeendofthespectrumfromhydrodynamiclubrication.Fivedistinctofformsoflubricationthatmaybedefined:(a)hydrodynamic; (b)hydrostatic;(c)elastohydrodynamic(d)boundary;(e)solidfilm.Hydrodynamiclubricationmeansthattheload-carryingsurfacesofthebearingareseparatedbyarelativelythickfilmoflubricant,soastopreventmetalcontact,andthatthestabilitythusobtainedcanbeexplainedbythelawsofthelubricantunderpressure,thoughitmaybe;butitdoesrequiretheexistenceofanadequatesupplyatalltimes.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacesitselfpullingthelubricantunderpressure,thoughitmaybe.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacetocreatthepressurenecessarytoseparatethesurfacesagainsttheloadonthebearing.Hydrodynamiclubricationisalsocalledfullfilm, orfluidlubrication.Hydrostaticlubricationisobtainedbyintroducingthelubricant,whichissometimeairorwater,intotheload-bearingareaatapressurehighenoughtoseparatethesurfacewitharelativelythickfilmoflubricant.So,unlikehydrodynanmiclubrication,motionofonesurfacerelativetoanotherisnotrequired.Elasohydrodynamiclubricationisthephenomenonthatoccurswhena lubricantisintroducedbetweensurfaceswhichareinrollingcontact,suchasmatinggearsorrollingbearings.Themathematicalexplanationrequiresthehertziantheoryofcontactstressandfluidmechanics.Whenbearingmustbeoperatedatexetremetemperatures,asolidfilmlubricantsuchasgraphiteormolybdenumdisulfidemustbeuseusedbecausetheordinarymineraloilsarenotsatisfactory.Mustresearchiscurrentlybeingcarriedoutinaneffort,too,tofindcompositebearingmaterialswithlowwearratesaswellassmallfrictionalcoefficients.Inajournalbearing,ashaftrotatesoroscillateswithinthebearing,andtherelativemotionissliding.inanantifrictionbearing,themainrelativemotionisrolling.afollowermayeitherrollorslideonthecam.Gearteethmatewitheachotherbyacombinationofrollingandsliding.Pistionsslidewithintheircylinders.Alltheseapplicationsrequirelubricationtoreducefriction, wear,andheating.Thefieldofapplicationforjournalbearingsisimmense.Thecrankshaftandconnectingrodbearingsofanautomotiveenginemustpoerateforthousandsofmilesathightemperaturesandundervaryingloadconditions.Thejournalbearingsusedinthesteamturbinesofpowergeneratingstationissaidtohavereliabilitiesapproaching100percent.Attheotherextremetherearethousandsofapplicationsinwhichtheloadsarelightandtheservicerelativelyunimportant.Asimple,easilyinstalledbearingisrequired,suinglittleornolubrication.Insuchcasesanantifrictionbearingmightbeapooranswerbecausebecauseofthecost,theclose,theradialspacerequired,ortheincreasedinertialeffects.Recentmetallurgydevelopmentsinbearingmaterials,combinedwithincreasedknowledgeofthelubricationprocess,nowmakeitpossibletodesignjournalbearingswithsatisfactorylivesandverygoodreliabilities.附件2：外文翻译译文 轴承的摩擦与润滑现在看来，有很多这种情况，许多学生在被问到关于摩擦的问题时，往往都没引起足够的重视，甚至是忽视它。实际上，摩擦从某种程度上说，存在于任何两个相接触并有相对运动趋势的部件之间。而摩擦这个词，本身就意味着，两个或两个以上部件的阻止相对运动趋势。在一个机器中，运动部件的摩擦是有害的，因为它降低了机械对能量的充分利用。由它引起的热能是一种浪费的能量。因为不能用它做任何事情。还有，它还需要更大的动力来克服这种不断增大的摩擦。热能是有破坏性的。因为它产生了膨胀。而膨胀可以使得轴承或滑动表面之间的配合更紧密。如果因为膨胀导致了一个足够大的积压力，那么，这个轴承就可能会卡死或密封死。另外，随着温度的升高，如果不是耐高温材料制造的轴承，就可能会损坏甚至融化。在运动部件之间会发生很多摩擦，如1.启动摩擦2.滑动摩擦3.转动摩擦。 启动摩擦是两个固体之间产生的倾向于组织其相对运动趋势的摩擦。当两个固体处于静止状态时，这两个零件表面的不平度倾向于相互嵌入，形成楔入作用，为了使这些部件“动”起来。这些静止部件的凹谷和尖峰必须整理光滑，而且能相互抵消。这两个表面之间越不光滑，由运动造成的启动摩擦（最大静摩擦力）就会越大。因为，通常来说，在两个相互配合的部件之间，其表面不平度没有固定的图形。一旦运动部件运动起来，便有了规律可循，滑动就可以实现这一点。两个运动部件之间的摩擦就叫做滑动摩擦。启动摩擦通常都稍大于滑动摩擦。转动摩擦一般发生在转动部件和设备上，这些设备“抵触”极大的外作用力，当然这种外力会导致部件的变形和性能的改变。在这种情况下，转动件的材料趋向于堆积并且强迫运动部件缓慢运动，这种改变就是通常所说的形变。可以使分子运动。当然，最终的结果是，这种额外的能量产生了热能，这是必需的。因为它可以保证运动部件的运动和克服摩擦力。由运动部件的表面不平度的楔入作用引起的摩擦可以被部分的克服，那就需要靠两表面之间的润滑。但是，即使是非常光滑的两个表面之间也可能需要一种物质，这种物质就是通常所说的润滑剂，它可以提供一个比较好的、比较薄的油膜。这个油膜使两个表面分离，并且组织运动部件的两个表面的相互潜入，以免产生热量使两表面膨胀，又引起更近的接触。减小摩擦的另一种方式是用不同的材料制造轴承和转动零件。可以拿黄铜轴承、铝合金和含油轴承合金做例子进行解释。也就是说用软的或硬的金属组成表面。含油轴承合金是软的。这样，当轴承在油中浸泡过以后，因为毛细管的作用，将由带到轴承的各个表面。这种类型的轴承把它的润滑剂带到应力最大的部位。对运动部件润滑以减小摩擦，应力和热量，最常用的是油、脂、还有合成剂。每一种润滑剂都有其各自不同的功能和用途。两个运动部件之间的运动情况决定了润滑剂的类型的选择。润滑剂的分布也决定了系统的选择。在低速度运动的部件，一个油沟足以将所需要的数量的润滑剂送到相互运动的表面。第二种通用的润滑方法是飞溅润滑系统，在每个周期内这个系统内一些零件经过润滑剂存储的位置，带起足够的润滑油，然后将其散布到所有的运动零件上。这种系统用于草坪修剪机中发动机的曲轴箱，对曲轴、连杆和活塞等零件进行润滑。在工业装置中，常用的有一种润滑系统是压力系统。这种系统中，一个机器上的一个泵，可以将润滑剂带到所有的轴承表面。并且以一种连续的固定的速度和数量。关于润滑，还有许多其他的系统，针对各种类型的润滑剂，对不同类型的运动零件是有效的。由于设备或装置的速度、压力和工作要求的提高，现代工业比以前任何时候都更注重选用适当的润滑剂。尽管润滑的主要目的之一是为了减小摩擦力，任何可以控制两个滑动表面之间摩擦和磨损的物质，不管是液体还是固体或气体，都可以归类于润滑剂。润滑的种类无润滑滑动。经过精心处理的、去除了所有外来物质的金属在相互滑动时会粘附或熔接到一起。当达不到这么高的纯净度时，吸附在表面的气体、水蒸气、氧化物和污染物就会降低摩擦力并减小粘附的趋势，但通常会产生严重的磨损，这种现象被称为“无润滑”摩擦或者叫做干摩擦。流体膜润滑。在滑动面之间引入一层流体膜，把滑动表面完全隔离开，就产生了流体膜润滑。这种流体可能是有意引入的。例如汽车主轴承中的润滑油；也可能是无意中引入的，例如在光滑的橡胶轮胎和潮湿的路面之间的水。尽管流体通常是油、水和其他很多种类的液体，它可以是气体。最常用的气体是空气。为了把零件隔离开，润滑膜中的压力必须和作用在滑动面上的负荷保持平衡。如果润滑膜中的压力是由外源提供的，这种系统称为流体静压润滑。如果滑动表面之间的压力是由于滑动面本身的形状和运动所共同产生的，这种系统就称为流体动压力润滑。边界润滑。处于无润滑滑动和流体膜润滑之间的润滑被称为边界润滑。它可以被定为这样一种润滑状态，在这种状态中，表面之间的摩擦力取决于表面的性质和润滑剂中的其他性质。边界润滑包括大部分润滑现象，通常在机器的启动和停止时出现。固体润滑。当普通润滑剂没有足够的承受能力或者不能在温度极限下工作时，石墨和二硫化钼这一类固体润滑剂得到广泛应用。但润滑剂不仅仅以脂肪、粉末和油脂这样一些为人们所熟悉的形态出现，在一些精密的机器中，金属也通常作为滑动面。润滑剂的作用。尽管润滑剂主要是用来控制摩擦和磨损的，它们能够而且通常也确实起到许多其他的作用，这些作用随其用途不同而不同，但通常相互之间是有关系的。 控制摩擦力。滑动面之间润滑剂的数量和性质对所产生的摩擦力有很大的影响。例如，不考虑热和磨损这些相关因素，只考虑两个油膜润滑表面见的摩擦力，它能比两个同样表面，但没有润滑时小200倍。在流体润滑状况时，摩擦力与流体黏度成正比。一些诸如石油衍生物这类润滑剂，可以有很多黏度，因此能够满足范围宽广的功能要求。在边界润滑状态，润滑剂黏度对摩擦力的影响不像其化学性质的影响那么显著。磨损控制磨蚀、腐蚀与固体和固体之间的接触就会造成磨损。适当的润滑剂将能帮助克服上述提到的一些磨损现象。润滑剂通过润滑膜来增加滑动面之间的距离，从而减轻磨料污染物和表面不平度造成的损伤，因此，减轻了磨损和由固体与固体之间接触造成的磨损。控制温度润滑剂通过减小摩擦和将产生的热量带走来降低温度。其效果取决于润滑剂的用量和外部冷却措施。冷却剂的种类也会在较小的程度上影响表面的温度。控制腐蚀润滑剂在控制表面腐蚀方面有双重作用。当机器闲置不工作时，润滑剂起到防腐剂的作用。当机器工作时，润滑剂通过给被润滑零件涂上一层可能含有添加剂，能使腐蚀性材料中和的保护膜来控制腐蚀。润滑剂控制腐蚀的能力与润滑剂保留在金属表面的润滑膜的厚度和润滑剂的化学成分有直接的关系。其他作用。除了减小摩擦外，润滑剂还经常有其他的用途。而其中的一些用途如下所述。传递动力：润滑剂被广泛用来作为液压传动中的工作液体。绝缘：在像变压器和配电装置这些特殊用途中，具有很高介电常数的润滑剂起电绝缘材料的作用。为了获得最高绝缘性能，润滑剂中不能含有任何杂质和水分。减振：在像减振器这样的能量传递装置中和在承受很高的间隙载荷的齿轮这样的机器零件的周围，润滑剂被作为减振液使用。密封：润滑脂通常还有一个特殊作用，就是形成密封层以防止润滑剂外泻和污染物进入。润滑的目的就是为了，减小摩擦力，降低能量损耗，减少机器的热量产生。热量就是因为表面的相互间的相对运动造成的。润滑剂可以是任何一种物质，这样的物质被填充到发生相对运动的两个表面之间，实现这一目的。大部分的润滑剂是液体，比如说，油，脂，合成剂等。但它们有时也可能是固体，用在干轴承上，有的用在旋转基体的轴承上，或者也可能是气体，如空气等，它是用在空气轴承上。在润滑剂和润滑表面之间这种化学的和物质的相互渗入作用，就是为了提供给机器一个良好的工作状态。对润滑剂边界的理解，往往是比较硬的，而且是流动的、非常薄的一层帖附在被润滑的表面。这些表面通常是要发生相对滑动。有些人推断，按这种理解，液体的这种化学合成是十分重要的，它们提出了这样的词“边界润滑”，边界润滑是和流体润滑相对的另一种润滑。关于润滑的五种不同的润滑形式主要有：（1）无润滑润滑剂。（2）流体膜润滑。（3）干润滑。（4）边界润滑。（5）固体润滑。 无润滑润滑剂是指轴承的工作表面被一种相对比较厚的液体润滑剂分隔开，于是阻止了金属表面的直接接触，这样得到的这种稳定性就可以用一种理论来解释：润滑液在外压力下工作的理论，尽管这只是一种可能。但确实需要在任何时候都得提供的足够充分。这种挤压力是运动表面本身施加给润滑剂而产生的，当然这仍然是一种可能。这种由运动表面产生的挤压力产生了必要的压力来分隔工作表面来抵抗加在轴承上的载荷。所以，这种润滑也可以被叫做液体润滑。还有一种润滑方式，那是一种特别的润滑剂，它有时是空气或水，当加在轴承上的外载荷足够高时，它就会以一种比较厚的状态分隔开相互相对运动的工作表面。所以，不像上面的那种润滑方式，并不需要两种工作表面一定发生相对运动。第三种润滑方式是一种现象，这种现象是，一种润滑剂是用在发生相对转动的工作表面之间。比如说齿轮或者是滚动轴承。从数学上的解释就需要接触压力和流体机械的理论。当轴承不得不在较高的温度下工作的时候，固体润滑剂例如合成物等，必须被使用，因为通常使用的润滑油在这种情况下都不能工作。目前，在这方面的研究正在实施，为了寻找到合成轴承的材料，并且有低损耗和小的热量产生的性能。在有的轴承上，摇杆旋转或在轴承上转动，相对运动就是滑动。在一个自锁的轴承装置中，这种相对运动就是转动。其他的装置也可能是旋转或滑动。齿轮的齿啮合是转动与相对滑动的合成。活塞是相对于刚体的滑动，所有的这些应用都需要润滑剂来减小摩擦，降低能耗，减少热量的产生。在有些轴承的应用领域是不太成熟的。有些有连接杆的轴承，比如说汽车发动机上的，必须在几千度高的高温下和各种不同性质的载荷下工作。这种轴承用在汽轮发动设备上可以说是稳定性接近100%。还有另一种极端的情况，在有些轴承有几千种应用，应对各种不同的载荷。其他的辅助设施就相对不重要了。需要的是一个简单的、容易安装的轴承。需要很少的甚至是不需要润滑剂。在这种情况下，有的轴承并不是最好的选择，因为成本和相近的公差。最近在轴承材料上的研究已有了一定的突破。随着对润滑的研究的知识的积累，设计出有良好工作状况和较高的稳定性的轴承已不是很遥远了。