Rezumat:Ca răspuns la caracteristicile materialelor compozite carbon/carbon, prin cercetarea și aplicarea sculelor de șlefuit, abrazivi, dispozitive de fixare, traiectorii de mișcare etc., articolul a rezumat preliminar o metodă de șlefuire practică și fezabilă pentru inelele de etanșare cu suprafață dublă de etanșare. Calitatea suprafeței pieselor a fost mult îmbunătățită și relativ stabilă, îndeplinind cerințele desenelor de proiectare și rezolvând problema șlefuirii plane a inelelor de etanșare din material compozit carbon/carbon cu diametru mare, perete subțire și suprafețe de etanșare duble.
Cuvinte cheie:materiale compozite carbon/carbon; Slefuire inel de etansare; Etanșare dublă
Materialul de grafit de carbon este cel mai utilizat material de frecare și are performanțe bune de asociere cu diferite metale, nemetale și acoperiri. Este unul dintre singurele materiale duale de etanșare potrivite pentru majoritatea situațiilor de frecare uscată. Materialele compozite carbon/carbon sunt toate materialele compozite carbon realizate din fibre de carbon și țesăturile acestora ca materiale de întărire, carbonul ca matrice și procesate și carbonizate. Caracteristicile sale sunt semnificative: greutatea specifică este mai mică de 2.0g/cm3; Proprietăți mecanice excelente la temperatură înaltă; Rezistență bună la ablație; Având caracteristicile altor materiale compozite, cum ar fi rezistență ridicată, modul înalt, oboseală ridicată și performanță la fluaj; Performanță excelentă la frecare și uzură, coeficient de frecare scăzut, performanță stabilă, ceea ce îl face cel mai bun material candidat pentru diferite componente rezistente la uzură și frecare.
Inelul de etanșare din material compozit carbon/carbon (denumit în continuare inelul de etanșare) este o componentă de etanșare cu două fețe, cu un diametru mare, precizie dimensională mare, precizie mare a formei și rugozitate scăzută a suprafeței la ambele capete, ceea ce face foarte dificilă procesarea . Măcinarea plată este procesul final de prelucrare a inelelor de etanșare și este cheia procesării inelelor de etanșare. Este important să folosiți unelte de șlefuit, abrazivi și dispozitive adecvate. În același timp, există cerințe ridicate pentru metodele de măcinare și cerințe stricte pentru mediul de măcinare.
Pe baza caracteristicilor materialelor compozite carbon/carbon, acest articol explorează și studiază tehnologia de șlefuire plană a inelelor de etanșare cu suprafață de etanșare dublă din perspectiva sculelor de șlefuit, abrazivi, scule și traiectorie de mișcare.
1 Analiza inelului de etanșare
1.1 Analiza structurii inelului de etanșare
Inelul de etanșare este o componentă circulară cu pereți subțiri, cu un diametru mare (aproximativ Φ 180), grosime subțire (aproape 10mm) și îngustă în lățime (aproape 1{{8} }mm), are în principal următoarele caracteristici structurale: canelura inelului cu fața de capăt, canelura inelului exterior, dantelă circulară interioară și exterioară, canelura frontală, gaură axială, gaură radială etc; Fețele de capăt din stânga și din dreapta sunt suprafețe de etanșare cu precizie dimensională ridicată, rugozitate și cerințe de formă și poziție, cu o rugozitate nu mai mare de Ra0.2 μm. Planeitatea este de 0,0009 mm, paralelismul nu este mai mare de 0,005 mm, iar perpendicularitatea la gaura interioară și cercul exterior nu este mai mare de 0,01 mm.
1.2 Caracteristicile materialelor
Semifabricatul materialului compozit carbon/carbon este prezentat în Figura 1, cu fibre de carbon întrețesute și stivuite într-o formă de plasă densă și particule de carbon umplute între golurile fibrelor de carbon. În comparație cu materialele obișnuite din grafit, are o rigiditate bună și o rezistență ridicată, cu o densitate de 1,8-2.0g/cm3 și o duritate Shore mai mică sau egală cu 70.
Materialul compozit carbon/carbon este un nou tip de material la temperaturi ultra-înalte care se concentrează pe cercetare și dezvoltare în domeniul noilor materiale. Are următoarele caracteristici semnificative:
Densitatea este mică (<2.0g/cm3), only 1/4 of that of nickel based high-temperature alloys and 1/2 of that of ceramic materials.
Proprietăți mecanice excelente la temperatură înaltă. Când temperatura crește la 2200 de grade, rezistența sa nu numai că nu scade, dar este chiar mai mare decât temperatura camerei, ceea ce este incomparabil cu alte materiale structurale.
Performanță bună anti-ablație, ablație uniformă și poate fi utilizată în medii cu temperatură ridicată și ablație pe termen scurt peste 3000 de grade.
Performanță excelentă la frecare și uzură, cu coeficient de frecare scăzut și performanță stabilă, ceea ce îl face cel mai bun material candidat pentru diferite componente rezistente la uzură și la frecare.
Având caracteristicile altor materiale compozite, cum ar fi rezistența ridicată, modulul ridicat, oboseala ridicată și performanța la fluaj.
1.3 Dificultăți în șlefuirea planului
Slefuirea are multe avantaje: precizie dimensională ridicată, precizie mare a formei, rugozitate scăzută a suprafeței, rezistență îmbunătățită la uzura suprafeței pieselor și rezistență îmbunătățită la oboseală a pieselor. Slefuirea este procesul final al tehnologiei de prelucrare a inelului de etanșare, iar calitatea măcinarii afectează în mod direct calificarea pieselor finite, iar importanța sa este evidentă. Slefuirea inelelor de etanșare are următoarele dificultăți: (1) Diametrul inelului de etanșare este mare, peretele este subțire, iar șlefuirea feței duble de etanșare este dificilă; (2) Suprafața inelului de etanșare este slabă, cu luminozitate slabă, iar detectarea cristalului optic plat este dificilă.
2 Cercetări privind tehnologia de șlefuire plană
Ca răspuns la dificultățile de măcinare a inelelor de etanșare din compozit carbon/carbon, au fost efectuate explorări și cercetări preliminare în următoarele șapte aspecte.
2.1 Instrumente de cercetare
O unealtă de șlefuit este un purtător de abraziv utilizat pentru acoperirea și încorporarea abrazivilor, permițând particulelor abrazive libere să se înglobeze în instrumentul de șlefuit și să exercite efecte de tăiere; În același timp, este o unealtă pentru șlefuire și formare, care transmite exactitatea formei sale geometrice piesei de prelucrat într-un anumit mod. Există o cerință foarte importantă pentru uneltele de șlefuit: selectarea durității uneltelor de șlefuit este deosebit de importantă, deoarece prea tare poate provoca ruperea și uzura rapidă a particulelor abrazive și chiar și unele particule abrazive sunt stoarse în piese, dăunând calității suprafeței. prelucrarea; Prea moale face ca particulele abrazive să fie strânse prea adânc în materialul de măcinat. Selectarea corectă a durității sculei de șlefuit poate susține temporar particulele abrazive și poate schimba rapid poziția acestora, astfel încât fiecare particule abrazive să aibă margini și colțuri noi pentru a participa la tăiere.
Unitatea noastră a folosit întotdeauna fonta cenușie, un material metalic cu deformare relativ mică la temperatura camerei, ca material de șlefuit pentru șlefuirea garniturilor din grafit de carbon. Are o organizare densă, duritate uniformă, încorporare adecvată, rezistență bună la uzură, deformare mică și duritate moderată, care este potrivită pentru utilizare ca unealtă de șlefuit pentru materialele din grafit de carbon.
2.2 Compus de măcinare
Agentul de măcinare este un amestec compus din particule abrazive, fluid de măcinare și materiale auxiliare. Particulele abrazive utilizate pentru fabricarea abrazivelor folosesc, în general, micropulbere, dimensiunea particulelor de micropulbere de carbură de siliciu verde utilizată în mod obișnuit: W20, W14 pentru șlefuire grosieră, W14, W10 pentru șlefuire semi-precizie și sub W7 pentru șlefuire de precizie.
În procesul anterior de prelucrare a inelelor de etanșare compozite carbon/carbon, kerosenul a fost folosit ca fluid de măcinare. În timpul procesului de măcinare, s-a constatat că kerosenul nu este ușor volatil, iar resturile de pământ sunt lipicioase și greu de curățat. După măcinare, este necesar să așteptați mult timp pentru ca kerosenul să se usuce complet înainte de a utiliza cristale optice plate pentru testare, ceea ce pierde mult timp; Mai mult, materialele compozite carbon/carbon sunt deosebit de sensibile la kerosen, rezultând o scădere a luminozității după expunerea la ulei, afișarea încețoșată a benzii de lumină și dificultăți în detectarea cristalelor plate.
Ca răspuns la dezavantajele utilizării fluidului de măcinare a kerosenului, după mai multe experimente, s-a constatat că utilizarea alcoolului ca fluid de măcinare are un efect semnificativ asupra măcinarii. Alcoolul se evaporă rapid, inelul de etanșare este curat, iar așchiile nu sunt lipicioase. După ce alcoolul se evaporă rapid, inelul de etanșare poate fi folosit pentru detectarea cristalelor plate, cu luminozitate bună și bandă de lumină clară, îmbunătățind considerabil viteza de măcinare și făcând detectarea foarte convenabilă.
2.3 Dispozitiv de șlefuire
Proiectarea inițială a dispozitivului de șlefuire este o structură integrată, așa cum se arată în partea stângă a figurii 2. În timpul procesului de șlefuire, s-a constatat că, după șlefuirea unei fețe de capăt, cealaltă față de capăt a fost răsturnată și șlefuită. Planeitatea feței de capăt după testarea cu cristale plate a fost mai bună decât cea a primei și a rămas aceeași de fiecare dată. Mai mult, problema a rămas nerezolvată la șlefuirea din nou a primei părți de capăt.
După o analiză atentă, s-a constatat că problema constă în dispozitivul de șlefuire. Dispozitivul de șlefuit original este de tip integrat, iar fața de capăt care vine în contact cu piesele este un opritor interior, care este greu de șlefuit. Prelucrarea mecanică obișnuită nu poate atinge precizia calității suprafeței după șlefuire. Frecarea dintre suprafața inelului de etanșare deja șlefuit și această suprafață este de fapt uzură, rezultând o calitate slabă a feței de capăt care intră în contact cu dispozitivul de șlefuire.
2.4 Etape de măcinare
Înainte de șlefuirea inelului de etanșare, fața de capăt trebuie aplatizată pentru a se asigura că rugozitatea feței de capăt nu este mai mare de Ra{{0}}.8 μ m. Paralelismul dintre cele două fețe de capăt nu trebuie să depășească 0,005 mm. Etape specifice de șlefuire: (1) Instrument de șlefuire: Înainte de șlefuirea inelului de etanșare, placa de șlefuire trebuie să fie înglobată cu abraziv și șlefuită pentru a obține o rugozitate de Ra0,1 μ M; (2) Piese de șlefuit: Folosiți dispozitive pentru a șlefui pe o placă de șlefuit în conformitate cu o anumită traiectorie de mișcare, cu ambele mâini exercitând o forță constantă și constantă și curățați prompt placa de șlefuire pentru a îndepărta resturile și murdăria; (3) Curățați piesele: După ce piesele sunt șlefuite, purtați mănuși și ștergeți ușor resturile de măcinare și murdăria cu o cârpă curată de mătase sau vată de bumbac.
2.5 Traiectoria mișcării
Cerințe pentru traiectoria mișcării de șlefuire: Ar trebui să fie capabil să se asigure că toate punctele de pe suprafața de prelucrare au aceleași (sau similare) condiții de tăiere; În același timp, este de asemenea necesar să se asigure că toate punctele de pe suprafața sculei de șlefuit au aceleași (sau similare) condiții de tăiere. Cerințele sunt următoarele: (1) Piesa de prelucrat se deplasează paralel cu planul plăcii de șlefuit, asigurându-se că cursele tuturor punctelor de pe piesa de prelucrat sunt aceleași, pentru a obține o planeitate bună; (2) Mișcarea de șlefuire ar trebui să se străduiască pentru stabilitate și să evite pe cât posibil unghiuri mari de curbură; (3) Mișcarea piesei de prelucrat acoperă întreaga suprafață a sculei de șlefuit pentru a facilita uzura uniformă a sculei de șlefuit; (4) Încercați să evitați repetarea periodică a traiectoriei de mișcare a oricărui punct de pe piesa de prelucrat.
După experiment și explorare, este adecvat să folosiți calea sinusoidală pentru măcinare. După șlefuire pentru un anumit timp, rotiți inelul de etanșare cu 90 de grade ~ 180 de grade pentru a preveni uzura neuniformă a pieselor.
2.6 Cerințe de mediu de măcinare
Măcinarea este prelucrarea finală, iar rezultatele acesteia determină calitatea prelucrării piesei. Cerințele pentru mediul de șlefuire a inelului de etanșare sunt relativ ridicate. Ușile și ferestrele sălii de operație trebuie să fie bine sigilate, iar sala de operații trebuie să fie păstrată curată și fără praf. Temperatura și umiditatea trebuie controlate cu strictețe, iar lumina naturală ar trebui să fie suficientă pentru testare.
În timpul procesului de măcinare plată a materialelor compozite carbon/carbon, acestea sunt foarte sensibile la particulele mici și dure, cum ar fi praful și impuritățile. Particulele mici și dure, cum ar fi praful și impuritățile pot lăsa cu ușurință zgârieturi pe suprafața materialului, afectând calitatea șlefuirii și chiar ducând la casare în cazuri severe.
2.7 Precauții
Datorită peretelui subțire, diametrului mare și cerințelor de înaltă precizie ale acestei piese, trebuie acordată o atenție deosebită următoarelor patru puncte în timpul procesului de șlefuire:
Presiunea de măcinare ar trebui să fie scăzută. Datorită controlului inegal al forței mâinii, este ușor să provoace deformarea pieselor, iar planeitatea suprafeței produsă nu poate îndeplini cerințele. Când șlefuiți, nu uitați să nu aplicați presiune pe dispozitivul de șlefuit vertical cu mâna, ci să aplicați o forță paralelă cu placa de șlefuit.
În timpul șlefuirii de precizie, metoda de măcinare uscată este utilizată pentru măcinare, fără a fi nevoie să adăugați agent de măcinare pe placa de măcinare.
În timpul șlefuirii uscate, trebuie menționat că, după câteva runde de măcinare, placa plată va fi blocată de pulberea măcinată, făcându-și pierderea efectului de tăiere, ceea ce este echivalent cu fenomenul de lipire a cuțitului. Prin urmare, este necesar să îl curățați în mod regulat cu alcool curat, să măcinați în mod repetat și, în final, să îndepliniți cerințele de dimensiune.
3 Concluzie
Prin experimente de șlefuire pe inele de etanșare din material compozit carbon/carbon, a fost rezumată preliminar o metodă de măcinare plată practică și fezabilă. După verificarea practică a prelucrării, calitatea suprafeței șlefuirii inelului de etanșare a fost mult îmbunătățită, îndeplinind cerințele desenelor de proiectare, îmbunătățind capacitățile de producție și procesare a unității noastre și punând o bază solidă pentru viitoarea prelucrare a materialelor aferente.
Mai multe despre WBMMatrice de rulare:
Fiind unul dintre producătorii profesioniști de scule, oferă matrițe de rulare cu duritate ridicată, livrare rapidă și servicii bune.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
