Cyflwyno perfformiad deunyddiau PEEK atgyfnerthu ffibr carbon a nodweddion strwythurol rhannau a wneir o'r deunydd hwn, dadansoddi'r anawsterau wrth brosesu deunyddiau o'r fath, dewis offer diemwnt polycrystalline ac offer eraill fel gwrthrychau ymchwil, ac archwilio offer diemwnt polycrystalline yn seiliedig ar ddyluniad lluosog arbrofion prosesau cymharol. Cymhwyso offer diemwnt wrth brosesu plastigau atgyfnerthu ffibr carbon (PEEK5600CF30) a pharamedrau prosesu offer a ddefnyddir yn gyffredin.
1 Rhagymadrodd
Mae deunydd PEEK wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon yn gwella ymwrthedd gwisgo a phriodweddau mecanyddol y deunydd yn effeithiol ar ôl ychwanegu ffibr carbon. Mae'n blastig peirianneg arbennig gyda pherfformiad rhagorol. Yn eu plith, mae ymwrthedd gwisgo uchel a phriodweddau mecanyddol rhagorol deunydd PEEK5600CF30 yn ei wneud yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn rhannau selio aerglos a lleoli cymorth. Cafwyd problemau mawr hefyd wrth droi deunyddiau PEEK5600CF30, megis gwisgo offer cyflym ac effeithlonrwydd prosesu isel. Wrth brosesu dimensiynau manwl uchel, mae gwerth iawndal yr offer yn newid yn fawr, ac nid yw'n hawdd gwarantu cywirdeb prosesu. Mae gan ddeunydd offeryn PCD (diemwnt polycrystalline) fanteision cyfuniad gronynnau tynn, nid yw'n hawdd ei dorri ac ymwrthedd gwisgo uchel. Fel offeryn troi, gall yr onglau blaen a chefn gyrraedd gwerth mawr ac mae'r grym torri yn fach. Mae'n addas ar gyfer prosesu deunyddiau anfetelaidd [1- 3].
2 Nodweddion strwythurol a materion prosesu rhannau
Mae'r fodrwy lleihau traul bachyn alldaflu a broseswyd gan uned yr awdur wedi'i gwneud o blastig peirianneg atgyfnerthu ffibr carbon PEEK5600CF30. Mae trwch wal y rhan yn 1mm, mae gwerth garwedd wyneb y twll mewnol a'r cylch allanol Ra yn 1.6μm, ac mae diamedr y cylch allanol yn 30 ~ 55mm. , mae'r hyd yn 1 ~ 10mm, dangosir strwythur y rhan a'r golwg tri dimensiwn yn Ffigur 1 a Ffigur 2.
llun
Ffigur 1 Strwythur cylch gwrth-ffrithiant
Ffigur 2 Golwg tri dimensiwn o'r cylch gwrth-ffrithiant
Ar hyn o bryd mae tair problem fawr yn wynebu prosesu plastigau peirianneg arbennig PEEK: yn gyntaf, y defnydd o offer carbid ar gyfer prosesu, mae bywyd yr offeryn yn hynod o wael; yn ail, ni ellir gwarantu cywirdeb dimensiwn a garwedd wyneb y rhannau yn effeithiol yn ystod y prosesu, ac mae'r sefydlogrwydd ansawdd yn wael; yn drydydd, troi Mae'r effeithlonrwydd prosesu yn isel ac mae angen optimeiddio'r paramedrau torri [4, 5].
3 datrysiad
3.1 offer torri PCD
Mae offeryn PCD cyffredinol yn cynnwys tair rhan: offeryn metel, clwt PCD a haen gludiog. Mae Ffigur 3 yn ddiagram sgematig o strwythur llafn PCD nodweddiadol. Mae'r matrics metel carbid smentiedig a'r clwt PCD wedi'u cysylltu gan haen gludiog.
llun
Offeryn PCD Ffigur 3
Mae ansawdd offer PCD yn cael ei bennu'n bennaf gan ansawdd malu clytiau PCD ac ansawdd deunydd clytiau PCD. Ar hyn o bryd, mae gweithgynhyrchwyr offer PCD domestig mawr wedi gallu lleoleiddio a phrosesu deunyddiau PCD yn fanwl gywir. Felly, mae pris offer torri PCD domestig wedi gostwng o fod yn anghyraeddadwy yn y 1990au i'r un peth yn y bôn â charbid o ansawdd uchel. Fodd bynnag, o'i gymharu ag offer PCD a fewnforiwyd, mae gan offer PCD domestig rai diffygion o hyd, megis ansawdd ansefydlog a bywyd gwasanaeth byr. Mae rhai offer torri PCD domestig yn defnyddio deunyddiau wedi'u mewnforio. Oherwydd lefelau prosesu domestig, mae eu technoleg prosesu ymyl yn dal i lusgo y tu ôl i wledydd tramor. Yn ôl maint y gronynnau diemwnt sy'n ffurfio'r deunydd, rhennir deunyddiau PCD a ddefnyddir yn gyffredin yn raddau 20, 30 a 30M. Po fwyaf yw maint y gronynnau, y mwyaf yw'r radd deunydd. Yn debyg i faint gronynnau carbid smentio, mae gan feintiau gronynnau mwy ymwrthedd gwisgo gwell ac maent yn addas ar gyfer prosesu deunyddiau anoddach.
3.2 Dewis offer
Gan gymryd prosesu'r bachyn alldaflu modrwy gwrth-wisgo rhan nodweddiadol a wnaed o PEEK5600CF30 fel y gwrthrych prawf, defnyddiwyd offer carbide ac offer PCD ar gyfer prosesu yn y drefn honno. Arsylwyd y gwahaniaeth mewn newidiadau gwerth gwisgo a gwisgo rhwng y ddau, a chymharwyd paramedrau prosesu'r ddau. Dangosir deunydd y llafn, offer prosesu a nifer y rhannau wedi'u prosesu yn Nhabl 1.
Tabl 1 Deunydd llafn, offer prosesu a nifer y rhannau wedi'u prosesu
llun
Yn ystod y broses beiriannu o fewnosodiadau carbid smentio, mae gwisgo crater, gwisgo fflans a gwisgo rhigol ar wyneb y rhaca yn dueddol o ddigwydd. Yn y cam cychwynnol o wisgo offer, mae'r ymyl flaen yn dueddol o gracio oherwydd allwthio ffibr carbon; mae cotio wyneb y rhaca yn cael ei niweidio'n gyflym o dan ffrithiant y deunydd ffibr carbon, ac mae'r matrics llafn yn gwisgo'n gyflym, gan achosi cryfder yr ymyl i leihau ymhellach a'r difrod blaengar i ddwysáu; yn ddifrifol Yn y cyfnod gwisgo, mae wyneb ystlys yr offeryn yn cael ei wisgo'n ddifrifol ac mae siâp arc y domen offeryn yn cael ei niweidio (gweler Ffigur 4), gan arwain at ostyngiad yng nghywirdeb peiriannu'r rhannau, fflansio a byrrau difrifol, a ni ellir gwarantu ansawdd yr wyneb.
llun
Ffigur 4 Mae siâp arc y domen offer wedi'i niweidio
Gwerth radiws arc blaen offer y llafn a ddangosir yn Ffigur 4 wedi'i fesur gan ddefnyddio microsgop electron pŵer uchel OLYMPUS yw 0.34mm, a radiws blaen y llafn nas defnyddiwyd yw 0.4mm. Mae'r gwahaniaeth yn dangos mai gwyriad safle blaen yr offeryn damcaniaethol yw -0.06mm. Wrth brosesu yn ôl safle blaen yr offer a fesurir wrth brosesu'r rhan gyntaf, mae'n golygu mai gwall cyfuchlin prosesu rhan yw +0.06mm. Wrth gymharu'r darlun o oddefgarwch trwch wal y rhannau cylch gwrth-ffrithiant mewn mm, mae'r goddefgarwch hwn yn ddigon i achosi sgrapio'r rhannau.
Ar ôl defnyddio offer torri diemwnt polycrystalline PCD, mae'r gwisgo offeryn wedi'i wella'n effeithiol. O dan yr un amser prosesu ac amodau torri, dim ond wyneb rhaca'r llafn sydd â gradd isel o draul, mae'r ymyl torri yn gyfan yn y bôn, ac mae siâp arc y blaen offer yn cynnal cywirdeb uchel (Gweler Ffigur 5), y cywirdeb peiriannu o rannau wedi'u gwella'n fawr.
llun
Ffigur 5 Mae siâp arc y domen offeryn yn cynnal cywirdeb uchel
Mae Ffigur 5 yn dangos mai radiws arc blaen offer y llafn a fesurwyd gan ddefnyddio microsgop electron pŵer uchel OLYMPUS yw 0.385mm, a radiws blaen offer y llafn nas defnyddiwyd yw 0.4mm. Mae'r gwahaniaeth yn dangos mai gwyriad safle blaen yr offeryn damcaniaethol yw -0.015mm. Wrth brosesu yn ôl safle blaen yr offer a fesurir wrth brosesu'r rhan gyntaf, mae'n golygu mai gwall cyfuchlin prosesu rhan yw +0.015mm. Gan gymharu'r darlun o oddefgarwch trwch wal y rhannau cylch gwrth-ffrithiant mewn mm, mae'r rhannau'n dal i fod yn gymwys ar hyn o bryd.
Trwy'r prawf hwn, gellir dod i'r casgliad nad yw mewnosodiadau carbid yn addas ar gyfer troi deunyddiau PEEK5600CF30, ac mae offer PCD yn addas ar gyfer troi deunyddiau PEEK5600CF30. Gall defnyddio offer PCD gradd 20 ddiwallu'r anghenion. Dangosir yr offeryn troi PCD silindrog a ddewiswyd mewn prosesu gwirioneddol yn Ffigur 6.
llun
Ffigur 6 Offeryn troi PCD allanol
3.3 Dadansoddiad o wall cywirdeb dimensiwn prosesu
(1) Dylanwad grym torri offer ar brosesu cylchoedd gwrth-ffrithiant. Yn ystod prosesu rhannau, os yw'r rhaglen CNC yn cael ei llunio yn ôl maint arferol y rhannau cylch gwrth-ffrithiant, canfyddir bod gan siâp y twll mewnol a'r cylch allanol ar ôl prosesu tapr: ar hyd 1 0 i 12 mm, Amrywiad twll mewnol y rhan yw 0.04~0.05mm, ac amrywiad y cylch allanol yw 0.01~ 0.03mm. Dangosir siâp y twll mewnol a'r cylch allanol yn Ffigur 7.
llun
a) Cyflwr damcaniaethol y rhannau ar ôl eu prosesu b) Cyflwr gwirioneddol y rhannau ar ôl eu prosesu
Ffigur 7 Siâp twll mewnol a chylch allanol
Dadansoddir y rheswm bod gan geg rhan y rhan anhyblygedd isel, ac mae'r offeryn yn ildio yn ystod y broses dorri. Ar ôl prosesu a dadfygio, mae tapr y rhannau ar ôl prosesu yn cael ei ddigolledu yn y rhaglen CNC i sicrhau cywirdeb prosesu yn well. Ar ôl prawf peiriannu y rhannau, mae perthynas uniongyrchol rhwng maint torri y twll mewnol a hyd echelinol y rhannau. Mae maint echelinol yn cynyddu ac mae anffurfiad yr orifice yn cynyddu. Ar ôl gwneud iawn am y tapr yn ystod y broses raglennu, gellir gwella cywirdeb peiriannu y rhannau yn effeithiol.
(2) Effaith gwisgo offer ar gywirdeb dimensiwn ac ansawdd wyneb rhannau. Gan gymryd prosesu rhannau cylch gwrth-ffrithiant fel enghraifft, mae'r sefyllfa a ddilyswyd ar y safle fel a ganlyn: ar ôl prosesu 40{{10}} darn, oherwydd traul offer difrifol, os yw yn parhau i gael ei ddefnyddio, argymhellir prosesu 50 darn bob tro. Addaswch y gwerth iawndal offer a'r tapr unwaith, ac addaswch y gwerth diamedr gan 0.02mm bob tro. Yr amodau prosesu yw: defnyddio offeryn peiriant CNC CTX310 i brosesu stoc bar PEEK5600CF30, ac mae'r offeryn yn offeryn diflas twll mewnol PCD domestig. Paramedrau prosesu: cyflymder gwerthyd 1800r/min, cyfradd bwydo 0.06mm/r, lwfans peiriannu gorffen 0.05mm, ni argymhellir parhau i'w ddefnyddio ar ôl 700 i 800 o ddarnau, a rhaid newid yr offeryn. Y rheswm am y llawdriniaeth hon yw bod y grym torri yn cynyddu oherwydd gwisgo offer, sydd yn ei dro yn effeithio ar gywirdeb dimensiwn ac ansawdd wyneb y rhan. Rhaid addasu'r gwerth gwrthbwyso offer a'r rhaglen CNC mewn pryd i sicrhau cyfradd cymhwyster prosesu rhan.
3.4 Torri paramedrau
Mae Tabl 2 yn dangos y graddau offer PCD a argymhellir a pharamedrau torri cyfatebol. Amodau ar gyfer defnyddio'r paramedr hwn: Mae'r offeryn peiriant prosesu yn turn CNC CTX310, mae trwch wal y rhan yn fwy na neu'n hafal i 1mm, ac mae diamedr cylch allanol prosesu yn 30 ~ 50mm. Yn ogystal, nodwch mai gwneuthurwr y llafn PCD a ddefnyddir uchod yw SECO (Seco), a gellir mireinio paramedrau offer brandiau eraill ar y sail hon.
Tabl 2 Graddau offer PCD a argymhellir a pharamedrau torri cyfatebol
