Santrauka:Atsižvelgiant į anglies / anglies kompozicinių medžiagų savybes, tiriant ir taikant šlifavimo įrankius, abrazyvus, tvirtinimo detales, judėjimo trajektorijas ir kt., straipsnyje preliminariai apibendrinamas praktiškas ir įmanomas dvigubo sandarinimo paviršiaus sandarinimo žiedų šlifavimo būdas. Dalių paviršiaus kokybė labai pagerėjo ir yra gana stabili, atitinkanti projektinių brėžinių reikalavimus ir išspręsta didelio skersmens, plonasienių ir dvigubo sandarinimo paviršių anglies/anglies kompozicinės medžiagos sandarinimo žiedų plokščio šlifavimo problema.
Raktiniai žodžiai:anglies/anglies kompozitinės medžiagos; Sandarinimo žiedo šlifavimas; Dvipusis sandariklis
Anglies grafito medžiaga yra plačiausiai naudojama trinties medžiaga ir pasižymi geromis poromis su įvairiais metalais, nemetalais ir dangomis. Tai viena iš vienintelių dvigubų sandarinimo medžiagų, tinkančių daugeliui sausos trinties situacijų. Anglies / anglies kompozitinės medžiagos yra visos anglies kompozicinės medžiagos, pagamintos iš anglies pluošto ir jų audinių kaip sutvirtinančios medžiagos, anglies kaip matrica ir apdorotos bei karbonizuotos. Jo charakteristikos yra reikšmingos: savitasis svoris mažesnis nei 2.{2}g/cm3; Puikios mechaninės savybės aukštoje temperatūroje; geras atsparumas abliacijai; Turintis kitų kompozitinių medžiagų charakteristikas, pvz., didelį stiprumą, didelį modulį, didelį nuovargį ir valkšnumą; Puikios trinties ir nusidėvėjimo savybės, mažas trinties koeficientas, stabilus veikimas, todėl tai geriausia medžiaga įvairiems dilimui atspariems ir trinčiai komponentams.
Anglies / anglies kompozicinės medžiagos sandarinimo žiedas (toliau – sandarinimo žiedas) yra dvigubo paviršiaus sandarinimo komponentas, kurio skersmuo yra didelis, matmenų tikslumas, didelis formos tikslumas ir mažas paviršiaus šiurkštumas abiejuose galuose, todėl jį labai sunku apdoroti. . Plokščiasis šlifavimas yra galutinis sandarinimo žiedų apdorojimo procesas ir yra raktas į sandarinimo žiedų apdorojimą. Svarbu naudoti tinkamus šlifavimo įrankius, abrazyvus ir tvirtinimo detales. Tuo pačiu metu keliami aukšti reikalavimai šlifavimo būdams ir griežti reikalavimai šlifavimo aplinkai.
Remiantis anglies/anglies kompozitinių medžiagų charakteristikomis, šiame straipsnyje nagrinėjama ir tiriama dvigubo sandarinimo paviršiaus sandarinimo žiedų plokštuminio šlifavimo technologija šlifavimo įrankių, abrazyvų, įrankių ir judėjimo trajektorijos požiūriu.
1 Sandarinimo žiedo analizė
1.1 Sandarinimo žiedo struktūros analizė
Sandarinimo žiedas yra plonasienis apskritas komponentas, kurio skersmuo yra didelis (apie Φ 18{4}}), plonas storis (beveik 10 mm) ir siauras plotis (beveik 1{{8}). }mm), jis daugiausia turi šias struktūrines savybes: galinio paviršiaus žiedo griovelį, išorinio žiedo griovelį, vidinį ir išorinį apskritą nėrinį, galinio paviršiaus griovelį, ašinę angą, radialinę skylę ir kt. Kairysis ir dešinysis galiniai paviršiai yra sandarinimo paviršiai su dideliu matmenų tikslumu, šiurkštumu ir formos bei padėties reikalavimais, kurių šiurkštumas ne didesnis kaip Ra0.2 μm. Plokštumas yra 0,0009 mm, lygiagretumas ne didesnis kaip 0,005 mm, o statmenumas vidinei skylei ir išoriniam apskritimui yra ne didesnis kaip 0,01 mm.
1.2 Medžiagos charakteristikos
Anglies / anglies kompozicinės medžiagos ruošinys parodytas 1 paveiksle, kuriame anglies pluoštai yra susipynę ir sukrauti tankios tinklelio formos, o anglies dalelės užpildytos tarp anglies pluošto tarpų. Palyginti su įprastomis grafito medžiagomis, jis turi gerą standumą ir didelį stiprumą, jo tankis yra 1.{2}}.0g/cm3, o Šoro kietumas yra mažesnis arba lygus 70.
Anglies / anglies kompozicinė medžiaga yra naujo tipo itin aukštos temperatūros medžiaga, orientuota į naujų medžiagų tyrimus ir plėtrą. Jis turi šias svarbias savybes:
Tankis mažas (<2.0g/cm3), only 1/4 of that of nickel based high-temperature alloys and 1/2 of that of ceramic materials.
Puikios mechaninės savybės aukštoje temperatūroje. Temperatūrai pakilus iki 2200 laipsnių, jos stiprumas ne tik nesumažėja, bet net yra aukštesnis už kambario temperatūrą, kuri yra nepalyginama su kitomis konstrukcinėmis medžiagomis.
Geras anti-abliacijos efektyvumas, vienodas abliacija ir gali būti naudojamas aplinkoje, kurioje yra aukšta temperatūra ir trumpalaikė abliacija virš 3000 laipsnių.
Puikus trinties ir nusidėvėjimo charakteristikos, mažas trinties koeficientas ir stabilus veikimas, todėl tai geriausia medžiaga įvairiems dilimui ir trinčiai atspariems komponentams.
Turintis kitų kompozitinių medžiagų charakteristikas, tokias kaip didelis stiprumas, didelis modulis, didelis nuovargis ir valkšnumas.
1.3 Plokštuminio šlifavimo sunkumai
Šlifavimas turi daug privalumų: didelis matmenų tikslumas, didelis formos tikslumas, mažas paviršiaus šiurkštumas, pagerintas dalių paviršiaus atsparumas dilimui ir pagerintas dalių paviršiaus atsparumas nuovargiui. Šlifavimas yra galutinis sandarinimo žiedo apdorojimo technologijos procesas, o šlifavimo kokybė tiesiogiai veikia gatavų dalių kvalifikaciją, o jo svarba yra savaime suprantama. Sandarinimo žiedų šlifavimas turi šiuos sunkumus: (1) sandarinimo žiedo skersmuo yra didelis, sienelė plona, o dvigubo sandarinimo galinio paviršiaus šlifavimas yra sudėtingas; (2) Sandarinimo žiedo paviršius yra blausus, silpnas šviesumas, o optinis plokščiųjų kristalų aptikimas yra sudėtingas.
2 Plokštuminio šlifavimo technologijos tyrimas
Reaguojant į sunkumus šlifuojant anglies/anglies kompozito sandarinimo žiedus, buvo atlikti pirminiai tyrimai ir tyrimai šiais septyniais aspektais.
2.1 Tyrimo priemonės
Šlifavimo įrankis yra abrazyvo nešiklis, naudojamas abrazyvų padengimui ir įterpimui, leidžiantis laisvoms abrazyvinėms dalelėms įsiskverbti į šlifavimo įrankį ir daryti pjovimo efektą; Kartu tai šlifavimo ir formavimo įrankis, kuris tam tikru būdu perduoda ruošiniui savo geometrinės formos tikslumą. Šlifavimo įrankiams keliamas labai svarbus reikalavimas: ypač svarbu pasirinkti šlifavimo įrankių kietumą, nes dėl per kietumo abrazyvinės dalelės gali greitai lūžti ir susidėvėti, net kai kurios abrazyvinės dalelės gali būti išspaustos į dalis, pablogindamos šlifavimo įrankių paviršiaus kokybę. apdirbimas; Dėl per minkštos abrazyvinės dalelės per giliai įsispaudžia į šlifavimo medžiagą. Tinkamai parinkus šlifavimo įrankio kietumą galima laikinai palaikyti abrazyvines daleles ir greitai pakeisti jų padėtį, kad kiekviena abrazyvinė dalelė turi naujus kraštus ir kampus, kad galėtų dalyvauti pjovime.
Mūsų padalinyje kaip šlifavimo įrankio medžiaga anglies grafito sandarikliams šlifuoti visada buvo naudojamas pilkasis ketus – metalinė medžiaga, kurios deformacija kambario temperatūroje yra palyginti nedidelė. Jis turi tankią struktūrą, vienodą kietumą, tinkamą įterpimą, gerą atsparumą dilimui, mažą deformaciją ir vidutinį kietumą, todėl tinka naudoti kaip anglies grafito medžiagų šlifavimo įrankį.
2.2 Šlifavimo junginys
Šlifavimo medžiaga yra mišinys, sudarytas iš abrazyvinių dalelių, šlifavimo skysčio ir pagalbinių medžiagų. Abrazyvinėms dalelėms, naudojamoms abrazyvinėms medžiagoms gaminti, paprastai naudojami mikro milteliai, dažniausiai naudojami žalio silicio karbido mikro milteliai: W20, W14 grubiam šlifavimui, W14, W10 pusiau tiksliam šlifavimui ir mažesnis nei W7 preciziniam šlifavimui.
Ankstesniame anglies/anglies kompozicinių sandarinimo žiedų apdorojimo procese kaip šlifavimo skystis buvo naudojamas žibalas. Šlifavimo metu buvo nustatyta, kad žibalas nėra lengvai lakus, o žemės nuolaužos yra lipnios ir sunkiai valomos. Susmulkinus reikia ilgai palaukti, kol žibalas gerai išdžius, prieš naudojant optinius plokščius kristalus bandymams, o tai sugaišta daug laiko; Be to, anglies ir anglies kompozitinės medžiagos yra ypač jautrios žibalui, todėl po aliejaus poveikio sumažėja šviesumas, atsiranda neryškios šviesos juostos ir sunku aptikti plokščius kristalus.
Atsižvelgiant į žibalo šlifavimo skysčio naudojimo trūkumus, po kelių eksperimentų buvo nustatyta, kad alkoholio naudojimas kaip šlifavimo skystis turi reikšmingą poveikį malimui. Alkoholis greitai išgaruoja, sandarinimo žiedas švarus, drožlės nėra lipnios. Po to, kai alkoholis greitai išgaruoja, sandarinimo žiedas gali būti naudojamas plokščių kristalų aptikimui, turintis gerą šviesumą ir aiškią šviesos juostą, todėl labai pagerėja šlifavimo greitis ir aptikimas yra labai patogus.
2.3 Šlifavimo įtaisas
Pradinė šlifavimo įtaiso konstrukcija yra integruota konstrukcija, kaip parodyta 2 paveikslo kairėje pusėje. Šlifavimo proceso metu buvo nustatyta, kad šlifavus vieną galinį paviršių, kitas galinis paviršius buvo apverstas ir šlifuotas. Galinio paviršiaus plokštumas po plokščių kristalų bandymo buvo geresnis nei pirmojo ir išliko toks pat kiekvieną kartą. Be to, vėl šlifuojant pirmąjį galinį paviršių problema liko neišspręsta.
Po kruopštaus tyrimo buvo nustatyta, kad problema slypi šlifavimo įtaise. Originalus šlifavimo įtaisas yra integruoto tipo, o galinis paviršius, kuris liečiasi su dalimis, yra vidinis atramas, kurį sunku šlifuoti. Įprastas mechaninis apdorojimas negali pasiekti paviršiaus kokybės tikslumo po šlifavimo. Trintis tarp jau šlifuoto sandarinimo žiedo paviršiaus ir šio paviršiaus iš tikrųjų yra susidėvėjimas, todėl galinio paviršiaus, kuris liečiasi su šlifavimo įtaisu, kokybė blogėja.
2.4 Šlifavimo žingsniai
Prieš šlifuojant sandarinimo žiedą, galinį paviršių reikia išlyginti, kad galinio paviršiaus šiurkštumas būtų ne didesnis kaip Ra{{0}},8 μm. Lygiagretumas tarp dviejų galinių paviršių neturi viršyti 0,005 mm. Konkretūs šlifavimo žingsniai: (1) Šlifavimo įrankis: prieš šlifuojant sandarinimo žiedą, šlifavimo plokštę reikia įterpti abrazyvu ir šlifuoti, kad būtų pasiektas Ra0,1 μM šiurkštumas; (2) Šlifavimo dalys: šlifavimo plokštę šlifuokite pagal tam tikrą judėjimo trajektoriją, abiem rankomis darydami pastovią ir nuoseklią jėgą, ir nedelsdami nuvalykite šlifavimo plokštę, kad pašalintumėte šiukšles ir nešvarumus; (3) Nuvalykite dalis: kai dalys bus šlifuotos, mūvėkite pirštines ir švelniai nuvalykite šlifavimo šiukšles ir nešvarumus švariu šilko audiniu arba vata.
2.5 Judėjimo trajektorija
Reikalavimai šlifavimo judesio trajektorijai: Ji turėtų užtikrinti, kad visuose apdirbamo paviršiaus taškuose būtų vienodos (arba panašios) pjovimo sąlygos; Tuo pačiu metu taip pat būtina užtikrinti, kad visuose šlifavimo įrankio paviršiaus taškuose būtų vienodos (arba panašios) pjovimo sąlygos. Reikalavimai yra tokie: (1) ruošinys juda lygiagrečiai šlifavimo plokštės plokštumai, užtikrinant, kad visų ruošinio taškų judesiai būtų vienodi, kad būtų pasiektas geras lygumas; (2) Šlifavimo judesys turi siekti stabilumo ir kiek įmanoma vengti didelių kreivumo kampų; (3) Ruošinio judėjimas apima visą šlifavimo įrankio paviršių, kad būtų palengvintas vienodas šlifavimo įrankio nusidėvėjimas; (4) Stenkitės vengti periodinio bet kurio ruošinio taško judėjimo trajektorijos pasikartojimo.
Atlikus eksperimentą ir tyrinėjimą, šlifavimui tikslinga naudoti sinusinės bangos takelį. Po tam tikro laiko šlifavimo pasukite sandarinimo žiedą 90–180 laipsnių kampu, kad išvengtumėte netolygaus dalių nusidėvėjimo.
2.6 Šlifavimo aplinkos reikalavimai
Šlifavimas yra galutinis apdirbimas, o jo rezultatai lemia detalių apdirbimo kokybę. Sandarinimo žiedo šlifavimo aplinkos reikalavimai yra gana aukšti. Operacinės durys ir langai turi būti gerai sandarūs, o operacinėje švara ir nedulkėta. Temperatūra ir drėgmė turi būti griežtai kontroliuojami, o bandymams turėtų pakakti natūralios šviesos.
Plokščias anglies/anglies kompozicinių medžiagų šlifavimo procesas yra labai jautrus mažoms kietoms dalelėms, tokioms kaip dulkės ir priemaišos. Mažos kietos dalelės, tokios kaip dulkės ir nešvarumai, gali lengvai subraižyti medžiagos paviršių, pakenkdamos šlifavimo kokybei, o sunkiais atvejais netgi gali būti išardytos.
2.7 Atsargumo priemonės
Dėl šios dalies plonos sienelės, didelio skersmens ir didelio tikslumo reikalavimų šlifavimo proceso metu ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas šiems keturiems taškams:
Šlifavimo slėgis turi būti žemas. Dėl netolygaus rankos jėgos valdymo galima lengvai deformuotis, o paviršiaus lygumas neatitinka reikalavimų. Šlifuodami atminkite, kad šlifavimo įtaisą nespauskite vertikaliai ranka, o lygiagrečiai šlifavimo plokštei.
Tiksliojo šlifavimo metu naudojamas sausas šlifavimo metodas, kai į šlifavimo plokštę nereikia pilti šlifavimo agento.
Sauso šlifavimo metu reikia atkreipti dėmesį, kad po kelių šlifavimo raundų plokščia lėkštė bus įstrigusi sumaltų miltelių, todėl ji praras pjovimo efektą, o tai prilygsta peilio prilipimo reiškiniui. Todėl būtina reguliariai valyti švariu spiritu, pakartotinai šlifuoti ir galiausiai atitikti dydžio reikalavimus.
3 Išvada
Atliekant anglies / anglies kompozicinių medžiagų sandarinimo žiedų šlifavimo eksperimentus, buvo preliminariai apibendrintas praktiškas ir įmanomas plokščio šlifavimo metodas. Po praktinio apdorojimo patikrinimo labai pagerėjo sandarinimo žiedo šlifavimo paviršiaus kokybė, atitinkanti projektinių brėžinių reikalavimus, pagerinta mūsų padalinio bandomosios gamybos ir apdorojimo galimybė bei padėta tvirtas pagrindas būsimam susijusių medžiagų apdorojimui.
Daugiau apie WBMRolling Dies:
Kaip vienas iš profesionalių įrankių gamintojų, tiekia didelio kietumo valcavimo štampus, greitą pristatymą ir gerą aptarnavimą.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
