Abstrak:Sebagai tindak balas kepada ciri-ciri bahan komposit karbon/karbon, melalui penyelidikan dan penggunaan alat pengisar, pelelas, lekapan, trajektori gerakan, dsb., artikel tersebut telah merumuskan secara awal kaedah pengisaran yang praktikal dan boleh dilaksanakan untuk gelang pengedap permukaan pengedap berganda. Kualiti permukaan bahagian telah bertambah baik dan agak stabil, memenuhi keperluan lukisan reka bentuk, dan menyelesaikan masalah pengisaran rata untuk cincin pengedap bahan komposit karbon/karbon dengan diameter besar, dinding nipis, dan permukaan pengedap berganda.
Kata kunci:bahan komposit karbon/karbon; Pengisaran cincin pengedap; Pengedap muka berganda
Bahan karbon grafit ialah bahan geseran yang paling banyak digunakan dan mempunyai prestasi berpasangan yang baik dengan pelbagai logam, bukan logam dan salutan. Ia adalah satu-satunya bahan dwi pengedap yang sesuai untuk kebanyakan situasi geseran kering. Bahan komposit karbon/karbon ialah semua bahan komposit karbon yang diperbuat daripada gentian karbon dan fabriknya sebagai bahan penguat, karbon sebagai matriks, dan diproses serta berkarbonat. Ciri-cirinya adalah ketara: graviti tentu kurang daripada 2.0g/cm3; Sifat mekanikal suhu tinggi yang sangat baik; Rintangan ablasi yang baik; Mempunyai ciri-ciri bahan komposit lain, seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, keletihan tinggi, dan prestasi rayapan; Prestasi geseran dan haus yang sangat baik, pekali geseran rendah, prestasi stabil, menjadikannya bahan calon terbaik untuk pelbagai komponen tahan haus dan geseran.
Cincin pengedap bahan komposit karbon/karbon (selepas ini dirujuk sebagai cincin pengedap) ialah komponen pengedap muka dua dengan diameter besar, ketepatan dimensi tinggi, ketepatan bentuk tinggi dan kekasaran permukaan rendah pada kedua-dua hujungnya, menjadikannya sangat sukar untuk diproses. . Pengisaran rata ialah proses pemprosesan terakhir cincin pengedap dan merupakan kunci kepada pemprosesan cincin pengedap. Adalah penting untuk menggunakan alat pengisar, pelelas dan lekapan yang sesuai. Pada masa yang sama, terdapat keperluan yang tinggi untuk kaedah pengisaran dan keperluan ketat untuk persekitaran pengisaran.
Berdasarkan ciri-ciri bahan komposit karbon/karbon, artikel ini meneroka dan mengkaji teknologi pengisaran planar bagi gelang pengedap permukaan pengedap berganda daripada perspektif alat pengisar, pelelas, perkakas dan trajektori gerakan.
1 Analisis cincin pengedap
1.1 Analisis Struktur Cincin Kedap
Cincin pengedap ialah komponen bulat berdinding nipis dengan diameter besar (kira-kira Φ 180), ketebalan nipis (hampir 10}mm) dan lebar sempit (hampir 1{{8} }mm), ia terutamanya mempunyai ciri-ciri struktur berikut: alur cincin muka akhir, alur cincin luar, renda bulat dalam dan luar, alur muka hujung, lubang paksi, lubang jejarian, dll; Muka hujung kiri dan kanan ialah permukaan pengedap dengan ketepatan dimensi tinggi, kekasaran dan keperluan bentuk serta kedudukan, dengan kekasaran tidak lebih besar daripada Ra0.2 μ m. Kerataan ialah 0.0009mm, selari tidak lebih daripada 0.005mm, dan keserenjangan pada lubang dalam dan bulatan luar tidak lebih daripada 0.01mm.
1.2 Ciri-ciri bahan
Bahan komposit karbon/karbon kosong ditunjukkan dalam Rajah 1, dengan gentian karbon berjalin dan disusun dalam bentuk jejaring yang padat, dan zarah karbon diisi di antara celah gentian karbon. Berbanding dengan bahan grafit biasa, ia mempunyai ketegaran yang baik dan kekuatan tinggi, dengan ketumpatan 1.8-2.0g/cm3 dan kekerasan Shore Kurang daripada atau sama dengan 70.
Bahan komposit karbon/karbon ialah jenis bahan suhu ultra tinggi baharu yang memberi tumpuan kepada penyelidikan dan pembangunan dalam bidang bahan baharu. Ia mempunyai ciri-ciri penting berikut:
Ketumpatannya kecil (<2.0g/cm3), only 1/4 of that of nickel based high-temperature alloys and 1/2 of that of ceramic materials.
Sifat mekanikal suhu tinggi yang sangat baik. Apabila suhu meningkat kepada 2200 darjah, kekuatannya bukan sahaja tidak berkurangan, malah ia lebih tinggi daripada suhu bilik, yang tidak dapat dibandingkan dengan bahan struktur lain.
Prestasi anti ablasi yang baik, ablasi seragam, dan boleh digunakan dalam persekitaran dengan suhu tinggi dan ablasi jangka pendek melebihi 3000 darjah.
Prestasi geseran dan haus yang sangat baik, dengan pekali geseran yang rendah dan prestasi yang stabil, menjadikannya bahan calon terbaik untuk pelbagai komponen tahan haus dan geseran.
Mempunyai ciri-ciri bahan komposit lain, seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, keletihan tinggi, dan prestasi rayapan.
1.3 Kesukaran dalam Pengisaran Satah
Pengisaran mempunyai banyak kelebihan: ketepatan dimensi tinggi, ketepatan bentuk tinggi, kekasaran permukaan rendah, rintangan haus permukaan yang lebih baik bagi bahagian, dan kekuatan keletihan permukaan yang lebih baik bagi bahagian. Pengisaran adalah proses terakhir teknologi pemprosesan cincin pengedap, dan kualiti pengisaran secara langsung mempengaruhi kelayakan bahagian siap, dan kepentingannya adalah jelas. Pengisaran cincin pengedap mempunyai kesukaran berikut: (1) Diameter cincin pengedap adalah besar, dindingnya nipis, dan pengisaran muka akhir pengedap berganda adalah sukar; (2) Permukaan cincin pengedap adalah malap, dengan kilauan yang lemah, dan pengesanan kristal rata optik adalah sukar.
2 Penyelidikan Teknologi Pengisaran Satah
Sebagai tindak balas kepada kesukaran dalam mengisar cincin pengedap komposit karbon/karbon, penerokaan dan penyelidikan awal telah dijalankan dalam tujuh aspek berikut.
2.1 Alat kajian
Alat pengisar ialah pembawa pelelas yang digunakan untuk menyalut dan membenamkan bahan pelelas, membenarkan zarah pelelas bebas dibenamkan ke dalam alat pengisar dan memberikan kesan pemotongan; Pada masa yang sama, ia adalah alat untuk mengisar dan membentuk, yang menghantar ketepatan bentuk geometrinya ke bahan kerja dengan cara tertentu. Terdapat keperluan yang sangat penting untuk alat pengisar: pemilihan kekerasan alat pengisar adalah sangat penting, kerana terlalu keras boleh menyebabkan zarah kasar cepat pecah dan haus, malah beberapa zarah kasar terhimpit ke dalam bahagian, merosakkan kualiti permukaan pemesinan; Terlalu lembut menyebabkan zarah-zarah kasar terhimpit terlalu dalam ke dalam bahan pengisar. Memilih kekerasan alat pengisar dengan betul boleh menyokong zarah-zarah pelelas buat sementara waktu dan menukar kedudukannya dengan cepat, supaya setiap zarah pelelas mempunyai tepi dan sudut baru untuk mengambil bahagian dalam pemotongan.
Unit kami sentiasa menggunakan besi tuang kelabu, bahan logam dengan ubah bentuk yang agak kecil pada suhu bilik, sebagai bahan alat pengisar untuk mengisar pengedap grafit karbon. Ia mempunyai organisasi padat, kekerasan seragam, kebolehbenamkan yang sesuai, rintangan haus yang baik, ubah bentuk kecil, dan kekerasan sederhana, yang sesuai digunakan sebagai alat pengisar untuk bahan karbon grafit.
2.2 Sebatian Pengisar
Agen pengisar adalah campuran yang terdiri daripada zarah kasar, cecair pengisar, dan bahan tambahan. Zarah pelelas yang digunakan untuk membuat pelelas secara amnya menggunakan serbuk mikro, saiz zarah serbuk mikro silikon karbida hijau yang biasa digunakan: W20, W14 untuk pengisaran kasar, W14, W10 untuk pengisaran separuh ketepatan, dan di bawah W7 untuk pengisaran ketepatan.
Dalam proses sebelumnya memproses cincin pengedap komposit karbon/karbon, minyak tanah telah digunakan sebagai cecair pengisar. Semasa proses mengisar, didapati minyak tanah tidak mudah meruap, dan serpihan tanah melekit dan sukar dibersihkan. Selepas mengisar, perlu menunggu lama untuk minyak tanah kering dengan teliti sebelum menggunakan kristal rata optik untuk ujian, yang membuang banyak masa; Selain itu, bahan komposit karbon/karbon amat sensitif kepada minyak tanah, mengakibatkan penurunan kecerahan selepas terdedah kepada minyak, paparan jalur cahaya kabur dan kesukaran dalam pengesanan kristal rata.
Sebagai tindak balas kepada keburukan menggunakan cecair pengisar minyak tanah, selepas beberapa eksperimen, didapati bahawa menggunakan alkohol sebagai cecair pengisar mempunyai kesan yang ketara ke atas pengisaran. Alkohol menyejat dengan cepat, cincin pengedap bersih, dan cip tidak melekit. Selepas alkohol menyejat dengan cepat, cincin pengedap boleh digunakan untuk pengesanan kristal rata, dengan kilauan yang baik dan jalur cahaya yang jelas, meningkatkan kelajuan pengisaran dan menjadikan pengesanan sangat mudah.
2.3 Lekapan pengisaran
Reka bentuk awal lekapan pengisar adalah struktur bersepadu, seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri Rajah 2. Semasa proses pengisaran, didapati selepas mengisar satu muka hujung, muka hujung yang satu lagi diterbalikkan dan dikisar. Kerataan muka akhir selepas ujian kristal rata adalah lebih baik daripada muka pertama, dan ia kekal sama setiap kali. Lebih-lebih lagi, masalah itu tetap tidak dapat diselesaikan apabila mengisar muka hujung pertama sekali lagi.
Selepas analisis yang teliti, didapati bahawa masalahnya terletak pada lekapan pengisaran. Lekapan pengisaran asal ialah jenis bersepadu, dan muka hujung yang bersentuhan dengan bahagian adalah hentian dalam, yang sukar dikisar. Pemprosesan mekanikal biasa tidak dapat mencapai ketepatan kualiti permukaan selepas pengisaran. Geseran antara permukaan gelang pengedap yang sudah dikisar dan permukaan ini sebenarnya haus, mengakibatkan kualiti muka hujung yang rendah yang bersentuhan dengan lekapan pengisaran.
2.4 Langkah mengisar
Sebelum mengisar gelang pengedap, muka hujung hendaklah diratakan untuk memastikan kekasaran muka hujung tidak lebih besar daripada Ra{{0}}.8 μ m. Keselarian antara dua muka hujung tidak boleh melebihi 0.005mm. Langkah-langkah pengisaran khusus: (1) Alat pengisar: Sebelum mengisar cincin pengedap, plat pengisar perlu dibenamkan dengan pelelas dan dikisar untuk mencapai kekasaran Ra0.1 μ M; (2) Bahagian pengisaran: Gunakan lekapan untuk mengisar pada plat pengisar mengikut trajektori gerakan tertentu, dengan kedua-dua tangan mengenakan daya yang mantap dan konsisten, dan segera membersihkan plat pengisar untuk membuang serpihan dan kotoran; (3) Bersihkan bahagian: Selepas bahagian dikisar, pakai sarung tangan dan lap perlahan-lahan serpihan dan kotoran yang mengisar dengan kain sutera bersih atau bulu kapas.
2.5 Trajektori gerakan
Keperluan untuk trajektori gerakan mengisar: Ia harus dapat memastikan bahawa semua titik pada permukaan pemesinan mempunyai keadaan pemotongan yang sama (atau serupa); Pada masa yang sama, ia juga perlu memastikan bahawa semua titik pada permukaan alat pengisar mempunyai keadaan pemotongan yang sama (atau serupa). Keperluan adalah seperti berikut: (1) Bahan kerja bergerak selari dengan satah plat pengisar, memastikan bahawa pukulan semua titik pada bahan kerja adalah sama, untuk mencapai kerataan yang baik; (2) Pergerakan pengisaran harus berusaha untuk kestabilan dan mengelakkan sudut kelengkungan yang besar sebanyak mungkin; (3) Pergerakan bahan kerja meliputi seluruh permukaan alat pengisar untuk memudahkan pemakaian seragam alat pengisar; (4) Cuba elakkan pengulangan berkala bagi trajektori gerakan mana-mana titik pada bahan kerja.
Selepas percubaan dan penerokaan, adalah sesuai untuk menggunakan trek gelombang sinus untuk mengisar. Selepas mengisar untuk masa tertentu, putar cincin pengedap 90 darjah ~ 180 darjah untuk mengelakkan haus bahagian yang tidak sekata.
2.6 Keperluan persekitaran pengisaran
Pengisaran adalah pemprosesan terakhir, dan hasilnya menentukan kualiti pemprosesan bahagian. Keperluan untuk persekitaran pengisaran cincin pengedap agak tinggi. Pintu dan tingkap bilik bedah hendaklah dimeterai dengan baik, dan bilik bedah hendaklah sentiasa bersih dan bebas habuk. Suhu dan kelembapan harus dikawal dengan ketat, dan cahaya semula jadi harus mencukupi untuk ujian.
Semasa proses pengisaran rata bahan komposit karbon/karbon, ia sangat sensitif kepada zarah-zarah kecil yang keras seperti habuk dan kekotoran. Zarah-zarah kecil yang keras seperti habuk dan kekotoran boleh meninggalkan calar pada permukaan bahan dengan mudah, menjejaskan kualiti pengisaran malah membawa kepada pengikisan dalam kes yang teruk.
2.7 Langkah berjaga-jaga
Oleh kerana dinding nipis, diameter besar, dan keperluan ketepatan tinggi bahagian ini, perhatian khusus harus diberikan kepada empat perkara berikut semasa proses pengisaran:
Tekanan pengisaran hendaklah rendah. Oleh kerana kawalan daya tangan yang tidak sekata, mudah untuk menyebabkan ubah bentuk bahagian, dan kerataan permukaan yang dihasilkan tidak dapat memenuhi keperluan. Semasa mengisar, ingat untuk tidak menggunakan tekanan pada lekapan pengisar secara menegak dengan tangan, tetapi gunakan tujahan selari dengan plat pengisar.
Semasa pengisaran ketepatan, kaedah pengisaran kering digunakan untuk pengisaran, tanpa perlu menambah agen pengisar pada plat pengisaran.
Semasa pengisaran kering, perlu diperhatikan bahawa selepas beberapa pusingan pengisaran, plat rata akan tersangkut oleh serbuk tanah, menyebabkan ia kehilangan kesan pemotongannya, yang bersamaan dengan fenomena melekat pisau. Oleh itu, adalah perlu untuk membersihkannya dengan kerap dengan alkohol bersih, mengisar berulang kali, dan akhirnya memenuhi keperluan saiz.
3 Kesimpulan
Melalui eksperimen pengisaran pada gelang pengedap bahan komposit karbon/karbon, kaedah pengisaran rata yang praktikal dan boleh dilaksanakan telah diringkaskan secara awal. Selepas pengesahan pemprosesan praktikal, kualiti permukaan pengisaran cincin pengedap telah bertambah baik, memenuhi keperluan lukisan reka bentuk, meningkatkan keupayaan pengeluaran dan pemprosesan percubaan unit kami, dan meletakkan asas yang kukuh untuk pemprosesan bahan berkaitan pada masa hadapan.
Lebih lanjut mengenai WBMRolling Dies:
Sebagai salah satu pengeluar alat profesional, menyediakan rolling die dengan kekerasan yang tinggi, penghantaran cepat dan perkhidmatan yang baik.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
