Kynntu frammistöðu koltrefjastyrktra PEEK efna og byggingareiginleika hluta úr þessu efni, greindu erfiðleika við vinnslu slíkra efna, veldu fjölkristallað demantaverkfæri og önnur verkfæri sem rannsóknarhluti og skoðaðu fjölkristallaða demantverkfæri sem byggjast á hönnun margra samanburðarferlistilraunir. Notkun demantarverkfæra við vinnslu á koltrefjastyrktu plasti (PEEK5600CF30) og vinnslubreytur algengra verkfæra.
1 Formáli
Koltrefjastyrkt PEEK efni bætir á áhrifaríkan hátt slitþol og vélrænni eiginleika efnisins eftir að koltrefjum hefur verið bætt við. Það er sérstakt verkfræðiplast með framúrskarandi frammistöðu. Meðal þeirra, mikil slitþol og framúrskarandi vélrænni eiginleikar PEEK5600CF30 efnisins gera það að verkum að það er mikið notað í loftþéttum þéttingu og stuðningi við staðsetningarhluti. Mikil vandamál hafa einnig komið upp við að snúa PEEK5600CF30 efnum, svo sem hröð slit á verkfærum og lítil vinnsluskilvirkni. Við vinnslu af mikilli nákvæmni víddir breytist bótagildi verkfæra mikið og vinnslunákvæmni er ekki auðvelt að tryggja. PCD (fjölkristallaður demantur) verkfæraefni hefur kosti þéttrar agnasamsetningar, ekki auðvelt að brjóta og hár slitþol. Sem beygjuverkfæri geta fram- og afturhornin náð miklu gildi og skurðarkrafturinn er lítill. Það er hentugur til að vinna úr málmlausum efnum [1- 3].
2 Byggingareiginleikar og vinnsluvandamál hluta
Slitminnkandi hringurinn fyrir útdráttarkrókinn, sem er unninn af einingu höfundar, er úr koltrefjastyrktu verkfræðiplasti PEEK5600CF30. Veggþykkt hlutans er 1 mm, yfirborðsgróft gildi innra gatsins og ytri hringsins Ra er 1,6μm og ytri hringþvermálið er 30 ~ 55 mm. , lengdin er 1 ~ 10 mm, hlutabyggingin og þrívíddarmyndin eru sýnd á mynd 1 og mynd 2.
mynd
Mynd 1 Uppbygging gegn núningshring
Mynd 2 Þrívídd mynd af núningshringnum
Núna eru þrjú stór vandamál sem standa frammi fyrir vinnslu á PEEK sérstökum verkfræðiplasti: Í fyrsta lagi, notkun karbíðverkfæra til vinnslu, endingartími verkfæra er afar lélegur; í öðru lagi er ekki hægt að tryggja víddarnákvæmni og yfirborðsgrófleika hlutanna á áhrifaríkan hátt meðan á vinnslu stendur og gæðastöðugleiki er lélegur; í þriðja lagi, beygja Vinnsluskilvirkni er lítil og fínstilla þarf skurðarbreytur [4, 5].
3 lausnir
3.1 PCD skurðarverkfæri
Almennt PCD tól samanstendur af þremur hlutum: málmverkfæri, PCD plástur og límlag. Mynd 3 er skýringarmynd af dæmigerðri PCD blaðbyggingu. Sementað karbíð málmfylki og PCD plástur eru tengdir með límlagi.
mynd
Mynd 3 PCD tól
Gæði PCD verkfæra eru aðallega ákvörðuð af mala gæðum PCD plástra og efnisgæði PCD plástra. Sem stendur hafa helstu innlendir PCD verkfæraframleiðendur getað náð staðfæringu og nákvæmni vinnslu PCD efna. Þess vegna hefur verð á innlendum PCD skurðarverkfærum lækkað úr því að vera óviðunandi á tíunda áratugnum í í grundvallaratriðum það sama og hágæða karbíð. Hins vegar, samanborið við innflutt PCD verkfæri, hafa innlend PCD verkfæri enn nokkra annmarka, svo sem óstöðug gæði og stuttan endingartíma. Sum innlend PCD skurðarverkfæri nota innflutt efni. Vegna innlends vinnslustigs er brún vinnslutækni þeirra enn á eftir erlendum löndum. Samkvæmt stærð demantsagnanna sem mynda efnið er almennt notuð PCD efni skipt í 20, 30 og 30M bekk. Því stærri sem kornastærðin er, því stærri er efnisflokkurinn. Svipað og kornastærð sementaðs karbíðs hafa stærri kornastærðir betri slitþol og henta til að vinna úr harðari efni.
3.2 Verkfæraval
Að teknu tilliti til vinnslu slitvarnarhringsins fyrir útdráttarkrókinn á dæmigerðum hluta úr PEEK5600CF30 sem prófunarhlut, voru karbíðverkfæri og PCD verkfæri notuð til vinnslu í sömu röð. Munur á sliti og slitgildi breytinga á milli þeirra tveggja kom fram og vinnslubreytur þeirra tveggja voru bornar saman. Efni blaðsins, vinnslubúnaður og fjöldi unninna hluta er sýndur í töflu 1.
Tafla 1 Blaðefni, vinnslubúnaður og fjöldi unninna hluta
mynd
Við vinnslu á sementuðu karbítinnskotum er hætta á að gígarslit, hliðarslit og rifa slit á hrífuhliðinni eiga sér stað. Á upphafsstigi verkfæraslits er skorið viðkvæmt fyrir sprungum vegna útpressunar á koltrefjum; hrífuyfirborðshúðin skemmist hratt undir núningi koltrefjaefnisins og blaðgrunnurinn slitnar hratt, sem veldur því að brúnstyrkurinn minnkar enn frekar og tjónið á fremstu brún magnast; í miklu sliti Á slitstiginu er flankyfirborð tólsins verulega slitið og bogaform odds tólsins er skemmd (sjá mynd 4), sem leiðir til minnkunar á vinnslunákvæmni hlutanna, alvarlegra flansa og burra, og Ekki er hægt að tryggja yfirborðsgæði.
mynd
Mynd 4 Bogaform oddsins er skemmd
Bogradíus verkfæraodds blaðsins sem sýnt er á mynd 4 mælt með OLYMPUS rafeindasmásjá er 0,34 mm og radíus ónotaðs blaðs er 0,4 mm. Munurinn sýnir að frávik fræðilegrar tólendastöðu er -0,06 mm. Þegar unnið er í samræmi við stöðu tólsoddar sem mæld er við vinnslu fyrsta hlutans þýðir það að útlínuvillan í hlutavinnslu er +0.06 mm. Þegar myndin er borin saman af veggþykktarþoli núningshringhlutanna í mm, nægir þetta umburðarlyndi til að valda því að hlutarnir séu rifnir.
Eftir að hafa notað PCD fjölkristallað demantaskurðarverkfæri hefur slit á verkfærum verið bætt á áhrifaríkan hátt. Við sama vinnslutíma og skurðaðstæður hefur aðeins hrífuflöt blaðsins lítið slit, skurðbrúnin er í grundvallaratriðum ósnortin og bogaform tólsins heldur mikilli nákvæmni (sjá mynd 5), vinnslunákvæmni. hlutar hafa verið endurbættir til muna.
mynd
Mynd 5 Bogaform oddsins heldur mikilli nákvæmni
Mynd 5 sýnir að bogaradíus verkfæraodds blaðsins mældur með OLYMPUS rafeindasmásjá er 0.385 mm og radíus verkfæraodds ónotaðs blaðs er 0,4 mm. Munurinn sýnir að frávik fræðilegrar tólendastöðu er -0.015 mm. Þegar unnið er í samræmi við tólendastöðuna sem mæld er við vinnslu fyrsta hlutans þýðir það að útlínuskekkjan í hlutavinnslunni er +0.015 mm. Þegar myndin er borin saman af veggþykktarþoli núningshringhlutanna í mm eru hlutarnir enn hæfir á þessum tíma.
Með þessari prófun er hægt að álykta að karbíðinnlegg henti ekki til að snúa PEEK5600CF30 efni og PCD verkfæri henta til að snúa PEEK5600CF30 efni. Notkun 20 gráðu PCD verkfæra getur mætt þörfum. Sívala PCD snúningsverkfærið sem valið er í raunverulegri vinnslu er sýnt á mynd 6.
mynd
Mynd 6 Ytri PCD snúningsverkfæri
3.3 Greining á vinnslu víddar nákvæmni villu
(1) Áhrif skurðarkrafts verkfæra á vinnslu á núningshringjum. Við vinnslu hluta, ef CNC forritið er sett saman í samræmi við eðlilega stærð núningshringhlutanna, kemur í ljós að lögun innra gatsins og ytri hringsins eftir vinnslu hafa mjókkandi: á lengd 1 0 til 12 mm, breyting á innra gati hlutans er 0.04~0.05mm, og afbrigði ytri hringsins er 0.01~ 0,03 mm. Lögun innra gatsins og ytri hringsins er sýnd á mynd 7.
mynd
a) Fræðilegt ástand hluta eftir vinnslu b) Raunverulegt ástand hluta eftir vinnslu
Mynd 7 Innra gat og ytri hringlaga lögun
Ástæðan er greind að munnhluti hlutans hefur litla stífni og tólið gefur sig í skurðarferlinu. Eftir vinnslu og kembiforrit er mjókka hlutanna eftir vinnslu bætt upp í CNC forritinu til að tryggja betur vinnslu nákvæmni. Eftir prufuvinnslu á hlutunum er beint samband á milli skurðarmagns innra gatsins og axial lengdar hlutanna. Ásstærðin eykst og aflögun opsins eykst. Eftir að búið er að bæta tapið meðan á forritunarferlinu stendur er hægt að bæta vinnslu nákvæmni hlutanna á áhrifaríkan hátt.
(2) Áhrif slits verkfæra á víddarnákvæmni og yfirborðsgæði hluta. Ef vinnsla á núningshringhlutum er tekin sem dæmi, er staðan sem er staðfest á staðnum sem hér segir: eftir vinnslu 40{{10}} stykki, vegna mikils slits á verkfærum, ef það heldur áfram að nota, er mælt með því að vinna 50 stykki í hvert skipti. Stilltu uppbótargildi verkfæra og mjókka einu sinni og stilltu þvermálsgildið um 0,02 mm í hvert skipti. Vinnsluskilyrðin eru: Notaðu CTX310 CNC vélbúnað til að vinna úr PEEK5600CF30 stöngum, og tólið er innlent PCD innri holu leiðinlegt tól. Vinnslubreytur: Snældahraði 1800r/mín, straumhraði 0,06mm/r, frágangsvinnsla 0,05mm, ekki er mælt með því að halda áfram að nota það eftir 700 til 800 stykki og skipta þarf um verkfæri. Ástæðan fyrir þessari aðgerð er sú að skurðarkrafturinn eykst vegna slits á verkfærum, sem aftur hefur áhrif á víddarnákvæmni og yfirborðsgæði hlutans. Tólajafngildið og CNC forritið verður að breyta í tíma til að tryggja hæfishlutfall hlutavinnslunnar.
3.4 Skurðarfæribreytur
Tafla 2 sýnir ráðlagðar PCD verkfæri og samsvarandi skurðarfæribreytur. Skilyrði fyrir notkun þessarar breytu: Vinnsluvélin er CTX310 CNC rennibekkur, veggþykkt hlutans er meiri en eða jafnt og 1 mm og þvermál ytri hringsins er 30 ~ 50 mm. Að auki, vinsamlegast hafðu í huga að framleiðandi PCD blaðsins sem notað er hér að ofan er SECO (Seco), og hægt er að fínstilla verkfærisbreytur annarra vörumerkja á þessum grundvelli.
Tafla 2 Ráðlögð PCD verkfæri og samsvarandi skurðarfæribreytur
