Апстрактан:Као одговор на карактеристике угљеник/угљеник композитних материјала, кроз истраживање и примену алата за брушење, абразива, прибора, путања кретања, итд., чланак је прелиминарно сумирао практичну и изводљиву методу брушења за двоструке заптивне површине заптивних прстенова. Квалитет површине делова је знатно побољшан и релативно стабилан, испуњавајући захтеве дизајнерских цртежа и решавајући проблем равног брушења заптивних прстенова од угљеник/угљеничног композитног материјала са великим пречником, танким зидом и двоструким заптивним површинама.
Кључне речи:угљеник/угљеник композитни материјали; Брушење заптивног прстена; Двоструки печат
Материјал карбонског графита је најчешће коришћени материјал за трење и има добре перформансе упаривања са различитим металима, неметалима и премазима. То је један од јединих двоструких материјала за заптивање погодних за већину ситуација са сувим трењем. Композитни материјали угљеник/угљеник су сви угљенични композитни материјали направљени од угљеничних влакана и њихових тканина као материјала за ојачање, угљеника као матрице, и обрађених и карбонизованих. Његове карактеристике су значајне: специфична тежина је мања од 2.0г/цм3; Одлична механичка својства при високим температурама; Добра отпорност на аблацију; Имају карактеристике других композитних материјала, као што су висока чврстоћа, високи модул, висок замор и учинак пузања; Одличне перформансе трења и хабања, низак коефицијент трења, стабилне перформансе, што га чини најбољим материјалом кандидата за различите компоненте отпорне на хабање и трење.
Заптивни прстен од угљеника/угљеника (у даљем тексту заптивни прстен) је заптивна компонента са двоструким лицем великог пречника, високе прецизности димензија, високе прецизности облика и ниске храпавости површине на оба краја, што га чини веома тешким за обраду . Равно брушење је завршни процес обраде заптивних прстенова и кључ је за обраду заптивних прстенова. Важно је користити одговарајуће алате за брушење, абразиве и прибор. Истовремено, постоје високи захтеви за методе млевења и строги захтеви за окружење за млевење.
На основу карактеристика угљеник/угљеник композитних материјала, овај чланак истражује и проучава технологију планарног брушења двоструких заптивних површинских заптивних прстенова из перспективе алата за брушење, абразива, алата и путање кретања.
1 Анализа заптивног прстена
1.1 Анализа структуре заптивног прстена
Заптивни прстен је округла компонента танких зидова великог пречника (приближно Φ 180), танке дебљине (скоро 10мм) и уске ширине (скоро 1{{8} }мм), углавном има следеће структурне карактеристике: жлеб за прстен на предњој страни, жлеб за спољашњи прстен, унутрашња и спољашња кружна чипка, жлеб на крајњој страни, аксијални отвор, радијални отвор итд; Лева и десна крајња страна су заптивне површине са високом димензионалном прецизношћу, храпавошћу и захтевима за облик и положај, са храпавошћу не већом од Ра0.2 μм. Равност је 0,0009 мм, паралелизам није већи од 0,005 мм, а окомитост на унутрашњу рупу и спољашњи круг није већа од 0,01 мм.
1.2 Карактеристике материјала
Празан материјал угљеник/угљеник је приказан на слици 1, са угљеничним влакнима испреплетеним и наслаганим у облику густе мреже, и честицама угљеника испуњеним између празнина угљеничних влакана. У поређењу са обичним графитним материјалима, има добру крутост и високу чврстоћу, са густином од 1.8-2.0г/цм3 и тврдоћом по Шору мањом или једнаком 70.
Композитни материјал угљеник/угљеник је нова врста ултра-високотемпературног материјала који је фокусиран на истраживање и развој у области нових материјала. Има следеће значајне карактеристике:
Густина је мала (<2.0g/cm3), only 1/4 of that of nickel based high-temperature alloys and 1/2 of that of ceramic materials.
Одлична механичка својства при високим температурама. Када температура порасте на 2200 степени, његова чврстоћа не само да се не смањује, већ је чак и виша од собне температуре, што је неупоредиво са другим конструкцијским материјалима.
Добре перформансе против аблације, уједначена аблација и може се користити у окружењима са високом температуром и краткотрајном аблацијом изнад 3000 степени.
Одличне перформансе трења и хабања, са ниским коефицијентом трења и стабилним перформансама, што га чини најбољим материјалом кандидата за различите компоненте отпорне на хабање и трење.
Имају карактеристике других композитних материјала, као што су висока чврстоћа, високи модул, висок замор и учинак пузања.
1.3 Потешкоће при равном брушењу
Брушење има многе предности: високу димензијску тачност, високу тачност облика, ниску храпавост површине, побољшану површинску отпорност делова на хабање и побољшану чврстоћу делова на замор површине. Брушење је завршни процес технологије обраде заптивних прстенова, а квалитет брушења директно утиче на квалификацију готових делова, а његов значај се намеће сам по себи. Брушење заптивних прстенова има следеће потешкоће: (1) Пречник заптивног прстена је велики, зид је танак, а брушење двоструког заптивног краја је тешко; (2) Површина заптивног прстена је нејасна, са лошом осветљеношћу, а оптичка детекција равног кристала је отежана.
2 Истраживање технологије брушења у равни
Као одговор на потешкоће у брушењу заптивних прстенова од композита угљеник/угљеник, спроведена су прелиминарна истраживања и истраживања у следећих седам аспеката.
2.1 Истраживачки алати
Алат за брушење је носач абразива који се користи за премазивање и уградњу абразива, омогућавајући слободним абразивним честицама да се уграде у алат за брушење и испоље ефекте резања; Истовремено, то је алат за брушење и обликовање, који на одређени начин преноси своју тачност геометријског облика на радни предмет. Постоји веома важан захтев за алате за брушење: избор тврдоће алата за брушење је посебно важан, јер превише тврди може довести до брзог ломљења и хабања абразивних честица, а чак се и неке абразивне честице стисну у делове, што нарушава квалитет површине. машинска обрада; Превише меко узрокује да се абразивне честице стисну превише дубоко у материјал за млевење. Правилним одабиром тврдоће алата за брушење може се привремено подржати абразивне честице и брзо променити њихов положај, тако да свака абразивна честица има нове ивице и углове за учешће у резању.
Наша јединица је одувек користила сиви ливени гвожђе, метални материјал са релативно малом деформацијом на собној температури, као материјал алата за брушење за брушење заптивки од угљеничног графита. Има густу организацију, уједначену тврдоћу, одговарајућу уградњу, добру отпорност на хабање, малу деформацију и умерену тврдоћу, што је погодно за употребу као алат за млевење материјала од угљеничног графита.
2.2 Смеша за млевење
Средство за млевење је мешавина састављена од абразивних честица, течности за млевење и помоћних материјала. Абразивне честице које се користе за прављење абразива углавном користе микро прах, обично коришћени зелени силицијум карбид микро прах величине честица: В20, В14 за грубо брушење, В14, В10 за полупрецизно брушење и испод В7 за прецизно брушење.
У претходном процесу обраде угљеник/угљеник композитних заптивних прстенова, керозин је коришћен као течност за млевење. Током процеса млевења установљено је да керозин није лако испарљив, а остаци земље су лепљиви и тешко се чисте. Након млевења, потребно је дуго чекати да се керозин темељно осуши пре употребе оптичких равних кристала за испитивање, чиме се губи много времена; Штавише, композитни материјали угљеник/угљеник су посебно осетљиви на керозин, што доводи до смањења осветљености након излагања уљу, замућеног приказа светлосних трака и потешкоћа у детекцији равних кристала.
Као одговор на недостатке употребе течности за млевење керозина, након више експеримената, установљено је да употреба алкохола као течности за млевење има значајан утицај на млевење. Алкохол брзо испарава, заптивни прстен је чист, а чипс није лепљив. Након што алкохол брзо испари, заптивни прстен се може користити за детекцију равних кристала, са добрим сјајем и јасним светлосним појасом, што увелико побољшава брзину млевења и чини детекцију веома погодном.
2.3 Уређај за млевење
Почетни дизајн уређаја за млевење је интегрисана структура, као што је приказано на левој страни слике 2. Током процеса брушења, установљено је да је након брушења једне крајње стране друга крајња страна била окренута и брушена. Равност завршне површине након тестирања равних кристала била је боља од оне код првог и сваки пут је остала иста. Штавише, проблем је остао нерешен приликом поновног брушења прве чеоне стране.
Након пажљиве анализе, установљено је да проблем лежи у држачу за млевење. Оригинални уређај за млевење је интегрисаног типа, а крајња страна која долази у контакт са деловима је унутрашњи граничник који је тешко брусити. Обичном механичком обрадом не може се постићи тачност квалитета површине након брушења. Трење између површине већ брушеног заптивног прстена и ове површине је заправо хабање, што резултира лошим квалитетом крајње површине која долази у контакт са брусним елементом.
2.4 Кораци млевења
Пре брушења заптивног прстена, чеону страну треба изравнати како би се обезбедило да храпавост чеоне површине није већа од Ра{{0}}.8 μм. Паралелност између две крајње стране не сме бити већа од 0.005 мм. Специфични кораци за брушење: (1) Алат за брушење: Пре брушења заптивног прстена, брусна плоча треба да буде уграђена абразивом и брушена да би се постигла храпавост од Ра0,1 μМ; (2) Делови за млевење: Користите прибор за млевење на плочи за млевење у складу са одређеном путањом кретања, са обе руке које примењују стабилну и доследну силу, и одмах очистите плочу за млевење да бисте уклонили остатке и прљавштину; (3) Очистите делове: Након што су делови брушени, носите рукавице и нежно обришите остатке млевења и прљавштину чистом свиленом крпом или памучном вуном.
2.5 Путања кретања
Захтеви за путању кретања брушења: Треба да буде у стању да обезбеди да све тачке на површини обраде имају исте (или сличне) услове резања; Истовремено, потребно је осигурати да све тачке на површини брусног алата имају исте (или сличне) услове резања. Захтеви су следећи: (1) Радни предмет се креће паралелно са равнином брусне плоче, обезбеђујући да су потези свих тачака на радном предмету исти, како би се постигла добра равност; (2) Покрет брушења треба да тежи стабилности и избегава велике углове закривљености што је више могуће; (3) Кретање радног предмета покрива целу површину алата за брушење како би се олакшало једнолично хабање алата за брушење; (4) Покушајте да избегнете периодично понављање путање кретања било које тачке на радном предмету.
Након експеримента и истраживања, прикладно је користити стазу синусног таласа за млевење. Након брушења одређеног времена, окрените заптивни прстен за 90 степени ~180 степени да бисте спречили неравномерно хабање делова.
2.6 Захтеви за окружење за млевење
Брушење је завршна обрада, а његови резултати одређују квалитет обраде дела. Захтеви за окружење за млевење заптивног прстена су релативно високи. Врата и прозори операционе сале треба да буду добро затворени, а операциона сала треба да буде чиста и без прашине. Температуру и влажност треба строго контролисати, а природно светло треба да буде довољно за тестирање.
Током процеса равног млевења композитних материјала угљеник/угљеник, они су веома осетљиви на мале тврде честице као што су прашина и нечистоће. Мале тврде честице као што су прашина и нечистоће могу лако оставити огреботине на површини материјала, утичући на квалитет млевења, а у тешким случајевима чак и доводе до отпада.
2.7 Мере предострожности
Због танког зида, великог пречника и високе прецизности овог дела, посебну пажњу треба обратити на следеће четири тачке током процеса млевења:
Притисак млевења треба да буде низак. Због неуједначене контроле силе руке, лако је изазвати деформацију делова, а произведена равност површине не може да испуни захтеве. Приликом брушења, запамтите да не вршите притисак на уређај за млевење вертикално руком, већ да примените потисак паралелно са плочом за млевење.
Током прецизног млевења, за млевење се користи метод сувог млевења, без потребе за додавањем средства за млевење на брусну плочу.
Током сувог млевења, мора се имати на уму да ће након неколико кругова млевења равна плоча бити заглављена од млевеног праха, због чега ће изгубити ефекат резања, што је еквивалентно феномену забадања ножа. Због тога га је потребно редовно чистити чистим алкохолом, брусити више пута и на крају испунити захтеве величине.
3 Закључак
Кроз експерименте брушења на заптивним прстеновима од композитног материјала угљеник/угљеник, прелиминарно је сажет практичан и изводљив метод равног млевења. Након практичне провере обраде, квалитет површине брушења заптивног прстена је увелико побољшан, испуњавајући захтеве цртежа дизајна, побољшавајући пробну производњу и могућности обраде наше јединице и постављајући чврсту основу за будућу обраду сродних материјала.
Више о ВБМ-уРоллинг Диес:
Као један од професионалних произвођача алата, пружа матрице за ваљање високе тврдоће, брзе испоруке и добре услуге.
хттпс://ввв.беарингроллер.цом/тоолс/роллинг-диес.хтмл
