Memperkenalkan prestasi bahan PEEK bertetulang gentian karbon dan ciri-ciri struktur bahagian yang diperbuat daripada bahan ini, menganalisis kesukaran dalam memproses bahan tersebut, memilih alat berlian polihablur dan alat lain sebagai objek penyelidikan, dan meneroka alat berlian polihablur berdasarkan reka bentuk berbilang eksperimen proses perbandingan. Aplikasi alat berlian dalam memproses plastik bertetulang gentian karbon (PEEK5600CF30) dan parameter pemprosesan alat yang biasa digunakan.
1 Mukadimah
Bahan PEEK yang diperkukuh gentian karbon berkesan meningkatkan rintangan haus dan sifat mekanikal bahan selepas menambah gentian karbon. Ia adalah plastik kejuruteraan khas dengan prestasi cemerlang. Antaranya, rintangan haus yang tinggi dan sifat mekanikal yang luar biasa bagi bahan PEEK5600CF30 menjadikannya digunakan secara meluas dalam pengedap kedap udara dan bahagian kedudukan sokongan. Masalah utama juga telah dihadapi semasa memusing bahan PEEK5600CF30, seperti haus alatan yang cepat dan kecekapan pemprosesan yang rendah. Apabila memproses dimensi ketepatan tinggi, nilai pampasan alat berubah dengan ketara, dan ketepatan pemprosesan tidak mudah untuk dijamin. Bahan alat PCD (polycrystalline diamond) mempunyai kelebihan gabungan zarah yang ketat, tidak mudah pecah dan rintangan haus yang tinggi. Sebagai alat pusing, sudut hadapan dan belakang boleh mencapai nilai yang besar dan daya pemotongan adalah kecil. Ia sesuai untuk memproses bahan bukan logam [1- 3].
2 Ciri-ciri struktur dan isu pemprosesan bahagian
Cincin pengurang haus cangkuk lenting yang diproses oleh unit pengarang diperbuat daripada plastik kejuruteraan bertetulang gentian karbon PEEK5600CF30. Ketebalan dinding bahagian ialah 1mm, nilai kekasaran permukaan lubang dalam dan bulatan luar Ra ialah 1.6μm, dan diameter bulatan luar ialah 30~55mm. , panjangnya ialah 1~10mm, struktur bahagian dan pandangan tiga dimensi ditunjukkan dalam Rajah 1 dan Rajah 2.
gambar
Rajah 1 Struktur gelang anti geseran
Rajah 2 Pandangan tiga dimensi bagi gelang anti geseran
Pada masa ini terdapat tiga masalah utama yang dihadapi oleh pemprosesan plastik kejuruteraan khas PEEK: pertama, penggunaan alat karbida untuk pemprosesan, hayat alat adalah sangat miskin; kedua, ketepatan dimensi dan kekasaran permukaan bahagian tidak dapat dijamin dengan berkesan semasa pemprosesan, dan kestabilan kualiti adalah lemah; ketiga, memusing Kecekapan pemprosesan adalah rendah dan parameter pemotongan perlu dioptimumkan [4, 5].
3 penyelesaian
3.1 Alat pemotong PCD
Alat PCD am terdiri daripada tiga bahagian: alat logam, tampalan PCD dan lapisan pelekat. Rajah 3 ialah gambarajah skema bagi struktur bilah PCD biasa. Matriks logam karbida bersimen dan tampalan PCD disambungkan dengan lapisan pelekat.
gambar
Rajah 3 Alat PCD
Kualiti alat PCD ditentukan terutamanya oleh kualiti pengisaran patch PCD dan kualiti bahan patch PCD. Pada masa ini, pengeluar alat PCD domestik utama telah dapat mencapai penyetempatan dan pemprosesan ketepatan bahan PCD. Oleh itu, harga alat pemotong PCD domestik telah menurun daripada tidak dapat dicapai pada tahun 1990-an kepada pada dasarnya sama dengan karbida berkualiti tinggi. Walau bagaimanapun, berbanding dengan alat PCD yang diimport, alat PCD domestik masih mempunyai beberapa kelemahan, seperti kualiti yang tidak stabil dan hayat perkhidmatan yang singkat. Sesetengah alat pemotong PCD domestik menggunakan bahan import. Disebabkan tahap pemprosesan domestik, teknologi pemprosesan kelebihan mereka masih ketinggalan berbanding negara asing. Mengikut saiz zarah berlian yang membentuk bahan, bahan PCD yang biasa digunakan dibahagikan kepada gred 20, 30 dan 30M. Lebih besar saiz zarah, lebih besar gred bahan. Sama seperti saiz zarah karbida bersimen, saiz zarah yang lebih besar mempunyai rintangan haus yang lebih baik dan sesuai untuk memproses bahan yang lebih keras.
3.2 Pemilihan alatan
Mengambil pemprosesan cincin anti haus cangkuk lenting bagi bahagian biasa yang diperbuat daripada PEEK5600CF30 sebagai objek ujian, alat karbida dan alat PCD digunakan untuk pemprosesan masing-masing. Perbezaan dalam perubahan nilai haus dan haus antara kedua-duanya diperhatikan, dan parameter pemprosesan kedua-duanya dibandingkan. Bahan bilah, peralatan pemprosesan dan bilangan bahagian yang diproses ditunjukkan dalam Jadual 1.
Jadual 1 Bahan bilah, peralatan pemprosesan dan bilangan bahagian yang diproses
gambar
Semasa proses pemesinan sisipan karbida bersimen, haus kawah, haus flank dan haus alur pada muka rake terdedah kepada berlaku. Pada peringkat awal haus alat, kelebihan pemotongan terdedah kepada retak akibat penyemperitan gentian karbon; salutan permukaan rake rosak dengan cepat di bawah geseran bahan gentian karbon, dan matriks bilah haus dengan cepat, menyebabkan kekuatan kelebihan semakin berkurangan dan kerosakan canggih semakin meningkat; dalam teruk Pada peringkat haus, permukaan rusuk alat telah haus dengan serius dan bentuk arka hujung alat rosak (lihat Rajah 4), mengakibatkan penurunan ketepatan pemesinan bahagian, bebibir dan duri yang serius, dan kualiti permukaan tidak dapat dijamin.
gambar
Rajah 4 Bentuk arka hujung alatan telah rosak
Nilai jejari lengkok hujung alat bagi bilah yang ditunjukkan dalam Rajah 4 yang diukur menggunakan mikroskop elektron berkuasa tinggi OLYMPUS ialah 0.34mm, dan jejari hujung bilah yang tidak digunakan ialah 0.4mm. Perbezaan menunjukkan bahawa sisihan kedudukan hujung alat teori ialah -0.06mm. Apabila memproses mengikut kedudukan hujung alat yang diukur semasa memproses bahagian pertama, ini bermakna ralat kontur pemprosesan bahagian ialah +0.06mm. Membandingkan gambar toleransi ketebalan dinding bahagian cincin anti geseran dalam mm, toleransi ini cukup untuk menyebabkan bahagian tersebut dibuang.
Selepas menggunakan alat pemotong berlian polihabluran PCD, kehausan alat telah dipertingkatkan dengan berkesan. Di bawah masa pemprosesan dan keadaan pemotongan yang sama, hanya muka rake bilah yang mempunyai tahap haus yang rendah, pinggir pemotongan pada asasnya utuh, dan bentuk arka hujung alat mengekalkan ketepatan yang tinggi (Lihat Rajah 5), ketepatan pemesinan bahagian telah bertambah baik.
gambar
Rajah 5 Bentuk arka hujung alat mengekalkan ketepatan yang tinggi
Rajah 5 menunjukkan bahawa jejari lengkok hujung alat bagi bilah yang diukur menggunakan mikroskop elektron berkuasa tinggi OLYMPUS ialah 0.385mm, dan jejari hujung alat bagi bilah yang tidak digunakan ialah 0.4mm. Perbezaan menunjukkan bahawa sisihan kedudukan hujung alat teori ialah -0.015mm. Apabila memproses mengikut kedudukan hujung alat yang diukur semasa memproses bahagian pertama, ini bermakna ralat kontur pemprosesan bahagian ialah +0.015mm. Membandingkan gambar toleransi ketebalan dinding bahagian cincin anti geseran dalam mm, bahagian tersebut masih layak pada masa ini.
Melalui ujian ini, dapat disimpulkan bahawa sisipan karbida tidak sesuai untuk memusing bahan PEEK5600CF30, dan alat PCD sesuai untuk memusing bahan PEEK5600CF30. Penggunaan alatan PCD gred 20 dapat memenuhi keperluan. Alat pemusing PCD silinder yang dipilih dalam pemprosesan sebenar ditunjukkan dalam Rajah 6.
gambar
Rajah 6 Alat memusing PCD luaran
3.3 Analisis ralat ketepatan dimensi pemprosesan
(1) Pengaruh daya pemotongan alat pada pemprosesan cincin anti geseran. Semasa pemprosesan bahagian, jika program CNC disusun mengikut saiz biasa bahagian cincin anti geseran, didapati bahawa bentuk lubang dalam dan bulatan luar selepas pemprosesan mempunyai tirus: pada panjang 1 0 hingga 12 mm, Variasi lubang dalam bahagian ialah 0.04~0.05mm, dan variasi bulatan luar ialah 0.01~ 0.03mm. Bentuk lubang dalam dan bulatan luar ditunjukkan dalam Rajah 7.
gambar
a) Keadaan teori bahagian selepas pemprosesan b) Keadaan sebenar bahagian selepas pemprosesan
Rajah 7 Bentuk lubang dalam dan bulatan luar
Sebabnya dianalisis bahawa bahagian mulut bahagian mempunyai ketegaran yang rendah, dan alat itu memberi laluan semasa proses pemotongan. Selepas pemprosesan dan penyahpepijatan, tirus bahagian selepas pemprosesan diberi pampasan dalam program CNC untuk memastikan ketepatan pemprosesan dengan lebih baik. Selepas pemesinan percubaan bahagian, terdapat hubungan langsung antara jumlah pemotongan lubang dalam dan panjang paksi bahagian. Saiz paksi bertambah dan ubah bentuk orifis bertambah. Selepas mengimbangi tirus semasa proses pengaturcaraan, ketepatan pemesinan bahagian boleh dipertingkatkan dengan berkesan.
(2) Kesan kehausan alatan pada ketepatan dimensi dan kualiti permukaan bahagian. Mengambil pemprosesan bahagian cincin anti geseran sebagai contoh, situasi yang disahkan di tapak adalah seperti berikut: selepas memproses 40{{10}} keping, disebabkan kehausan alatan yang teruk, jika ia terus digunakan, disyorkan untuk memproses 50 keping setiap kali. Laraskan nilai pampasan alat dan tirus sekali, dan laraskan nilai diameter sebanyak 0.02mm setiap kali. Syarat pemprosesan ialah: gunakan alat mesin CNC CTX310 untuk memproses stok bar PEEK5600CF30, dan alat itu ialah alat membosankan lubang dalaman PCD domestik. Parameter pemprosesan: kelajuan gelendong 1800r/min, kadar suapan 0.06mm/r, elaun pemesinan kemasan 0.05mm, tidak disyorkan untuk terus menggunakannya selepas 700 hingga 800 keping, dan alat mesti ditukar. Sebab untuk operasi ini ialah daya pemotongan meningkat disebabkan oleh haus alat, yang seterusnya menjejaskan ketepatan dimensi dan kualiti permukaan bahagian tersebut. Nilai mengimbangi alat dan program CNC mesti diselaraskan dalam masa untuk memastikan kadar kelayakan pemprosesan bahagian.
3.4 Memotong parameter
Jadual 2 menunjukkan gred alat PCD yang disyorkan dan parameter pemotongan yang sepadan. Syarat untuk penggunaan parameter ini: Alat mesin pemprosesan ialah pelarik CNC CTX310, ketebalan dinding bahagiannya Lebih besar daripada atau sama dengan 1mm, dan diameter bulatan luar pemprosesan ialah 30~50mm. Di samping itu, sila ambil perhatian bahawa pengeluar bilah PCD yang digunakan di atas ialah SECO (Seco), dan parameter alat jenama lain boleh diperhalusi berdasarkan ini.
Jadual 2 Gred alat PCD yang disyorkan dan parameter pemotongan yang sepadan
