کاربن فائبر ریئنفورسڈ PEEK مواد کی کارکردگی اور اس مواد سے بنے حصوں کی ساختی خصوصیات کو متعارف کروائیں، اس طرح کے مواد کی پروسیسنگ میں مشکلات کا تجزیہ کریں، پولی کرسٹل لائن ڈائمنڈ ٹولز اور دیگر ٹولز کو ریسرچ آبجیکٹ کے طور پر منتخب کریں، اور متعدد کے ڈیزائن کی بنیاد پر پولی کرسٹل لائن ڈائمنڈ ٹولز کو دریافت کریں۔ تقابلی عمل کے تجربات. کاربن فائبر ریئنفورسڈ پلاسٹک (PEEK5600CF30) کی پروسیسنگ میں ڈائمنڈ ٹولز کا اطلاق اور عام طور پر استعمال ہونے والے ٹولز کے پروسیسنگ پیرامیٹرز۔
1 دیباچہ
کاربن فائبر سے تقویت یافتہ PEEK مواد کاربن فائبر کو شامل کرنے کے بعد مواد کی لباس مزاحمت اور مکینیکل خصوصیات کو مؤثر طریقے سے بہتر بناتا ہے۔ یہ بہترین کارکردگی کے ساتھ ایک خاص انجینئرنگ پلاسٹک ہے۔ ان میں، اعلی لباس مزاحمت اور PEEK5600CF30 مواد کی بقایا میکانی خصوصیات اسے ایئر ٹائٹ سگ ماہی اور سپورٹ پوزیشننگ حصوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کرتی ہیں۔ PEEK5600CF30 مواد کو موڑتے وقت بھی بڑے مسائل کا سامنا کرنا پڑا، جیسے کہ تیز رفتار ٹول پہننا اور کم پروسیسنگ کی کارکردگی۔ اعلی درستگی کے طول و عرض پر کارروائی کرتے وقت، آلے کے معاوضے کی قیمت بہت زیادہ بدل جاتی ہے، اور پروسیسنگ کی درستگی کی ضمانت دینا آسان نہیں ہے۔ پی سی ڈی (پولی کرسٹل لائن ڈائمنڈ) ٹول میٹریل میں سخت ذرہ امتزاج کے فوائد ہیں، توڑنے میں آسان نہیں اور زیادہ پہننے کی مزاحمت ہے۔ ٹرننگ ٹول کے طور پر، سامنے اور پیچھے کے زاویے ایک بڑی قدر تک پہنچ سکتے ہیں اور کاٹنے والی قوت چھوٹی ہے۔ یہ غیر دھاتی مواد کی پروسیسنگ کے لیے موزوں ہے [1- 3]۔
2 حصوں کی ساختی خصوصیات اور پروسیسنگ کے مسائل
انجیکشن ہک پہننے کو کم کرنے والی انگوٹھی مصنف کے یونٹ کے ذریعہ کاربن فائبر ریئنفورسڈ انجینئرنگ پلاسٹک PEEK5600CF30 سے بنی ہے۔ حصے کی دیوار کی موٹائی 1mm ہے، اندرونی سوراخ اور بیرونی دائرے Ra کی سطح کی کھردری قیمت 1.6μm ہے، اور بیرونی دائرے کا قطر 30~55mm ہے۔ ، لمبائی 1~10 ملی میٹر ہے، حصہ کی ساخت اور تین جہتی منظر کو شکل 1 اور شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر
شکل 1 اینٹی رگڑ رنگ کی ساخت
شکل 2 اینٹی رگڑ رنگ کا سہ جہتی منظر
PEEK خصوصی انجینئرنگ پلاسٹک کی پروسیسنگ میں فی الحال تین بڑے مسائل ہیں: پہلا، پروسیسنگ کے لیے کاربائیڈ ٹولز کا استعمال، ٹول لائف انتہائی ناقص ہے۔ دوسرا، پروسیسنگ کے دوران حصوں کی جہتی درستگی اور سطح کی کھردری کو مؤثر طریقے سے ضمانت نہیں دی جا سکتی، اور معیار کا استحکام ناقص ہے۔ تیسرا، موڑنا پروسیسنگ کی کارکردگی کم ہے اور کاٹنے کے پیرامیٹرز کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے [4, 5]۔
3 حل
3.1 پی سی ڈی کاٹنے کے اوزار
ایک عام پی سی ڈی ٹول تین حصوں پر مشتمل ہوتا ہے: دھاتی ٹول، پی سی ڈی پیچ اور چپکنے والی پرت۔ شکل 3 ایک عام PCD بلیڈ کی ساخت کا ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے۔ سیمنٹ شدہ کاربائیڈ میٹل میٹرکس اور پی سی ڈی پیچ ایک چپکنے والی پرت سے جڑے ہوئے ہیں۔
تصویر
شکل 3 PCD ٹول
پی سی ڈی ٹولز کا معیار بنیادی طور پر پی سی ڈی پیچ کے پیسنے کے معیار اور پی سی ڈی پیچ کے مادی معیار سے طے ہوتا ہے۔ اس وقت، بڑے گھریلو PCD ٹول مینوفیکچررز PCD مواد کی لوکلائزیشن اور درستگی کے عمل کو حاصل کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔ لہذا، گھریلو پی سی ڈی کاٹنے والے آلات کی قیمت 1990 کی دہائی میں ناقابل حصول ہونے سے گر کر بنیادی طور پر اعلیٰ معیار کے کاربائیڈ جیسی ہو گئی ہے۔ تاہم، درآمد شدہ PCD ٹولز کے مقابلے میں، گھریلو PCD ٹولز میں اب بھی کچھ خامیاں ہیں، جیسے غیر مستحکم معیار اور مختصر سروس لائف۔ کچھ گھریلو پی سی ڈی کاٹنے والے اوزار درآمد شدہ مواد استعمال کرتے ہیں۔ گھریلو پروسیسنگ کی سطح کی وجہ سے، ان کی ایج پروسیسنگ ٹیکنالوجی اب بھی بیرونی ممالک سے پیچھے ہے۔ مواد کو بنانے والے ہیرے کے ذرات کے سائز کے مطابق، عام طور پر استعمال ہونے والے PCD مواد کو 20، 30 اور 30M گریڈوں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ذرہ کا سائز جتنا بڑا ہوگا، میٹریل گریڈ اتنا ہی بڑا ہوگا۔ سیمنٹڈ کاربائیڈ کے پارٹیکل سائز کی طرح، بڑے پارٹیکل سائز میں پہننے کی بہتر مزاحمت ہوتی ہے اور یہ سخت مواد کی پروسیسنگ کے لیے موزوں ہوتے ہیں۔
3.2 ٹول کا انتخاب
PEEK5600CF30 سے بنے ایک عام حصے کی انجیکشن ہک اینٹی وئیر رنگ کی پروسیسنگ کو ٹیسٹ آبجیکٹ کے طور پر لیتے ہوئے، پروسیسنگ کے لیے بالترتیب کاربائیڈ ٹولز اور PCD ٹولز کا استعمال کیا گیا۔ دونوں کے درمیان پہننے اور پہننے کی قدر میں فرق کو دیکھا گیا، اور دونوں کے پروسیسنگ پیرامیٹرز کا موازنہ کیا گیا۔ بلیڈ کا مواد، پروسیسنگ کا سامان اور پروسیس شدہ حصوں کی تعداد جدول 1 میں دکھائی گئی ہے۔
جدول 1 بلیڈ کا مواد، پروسیسنگ کا سامان اور پروسیس شدہ حصوں کی تعداد
تصویر
سیمنٹڈ کاربائیڈ داخل کرنے کے مشینی عمل کے دوران، ریک کے چہرے پر کریٹر وئیر، فلانک وئیر اور گروو وئیر ہونے کا خطرہ ہوتا ہے۔ آلے کے پہننے کے ابتدائی مرحلے میں، کاربن فائبر کے اخراج کی وجہ سے کٹنگ ایج کریکنگ کا خطرہ ہے۔ کاربن فائبر مواد کے رگڑ کے تحت ریک کی سطح کی کوٹنگ کو تیزی سے نقصان پہنچا ہے، اور بلیڈ میٹرکس تیزی سے پہنتا ہے، جس کی وجہ سے کنارے کی طاقت مزید کم ہو جاتی ہے اور کٹنگ ایج کا نقصان تیز ہو جاتا ہے۔ سخت حالت میں پہننے کے مرحلے میں، ٹول کی اگلی سطح کو سنجیدگی سے پہنا جاتا ہے اور ٹول کی نوک کی قوس کی شکل خراب ہو جاتی ہے (تصویر 4 دیکھیں)، جس کے نتیجے میں پرزوں کی مشینی درستگی میں کمی واقع ہوتی ہے، سنگین فلانگنگ اور burrs، اور سطح کے معیار کی ضمانت نہیں دی جا سکتی۔
تصویر
شکل 4 ٹول ٹپ کی آرک شکل کو نقصان پہنچا ہے۔
OLYMPUS ہائی پاور الیکٹران مائیکروسکوپ کے ذریعے ماپا جانے والے بلیڈ کی ٹول ٹپ آرک ریڈیئس ویلیو 0.34mm ہے، اور غیر استعمال شدہ بلیڈ کا ٹپ ریڈیس 0.4mm ہے۔ فرق ظاہر کرتا ہے کہ نظریاتی ٹول ٹپ پوزیشن کا انحراف -0.06mm ہے۔ پہلے حصے کی پروسیسنگ کرتے وقت ٹول ٹپ پوزیشن کے مطابق پروسیسنگ کی جاتی ہے، اس کا مطلب ہے کہ پارٹ پروسیسنگ کنٹور کی خرابی +0.06mm ہے۔ ملی میٹر میں اینٹی رگڑ رنگ کے حصوں کی دیوار کی موٹائی کی رواداری کی تصویر کا موازنہ کرتے ہوئے، یہ رواداری حصوں کو ختم کرنے کے لئے کافی ہے۔
PCD پولی کرسٹل لائن ڈائمنڈ کٹنگ ٹولز استعمال کرنے کے بعد، ٹول پہننے کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا گیا ہے۔ اسی پروسیسنگ کے وقت اور کاٹنے کے حالات کے تحت، صرف بلیڈ کے ریک کے چہرے میں لباس کی مقدار کم ہوتی ہے، کٹنگ ایج بنیادی طور پر برقرار ہے، اور ٹول ٹپ کی آرک کی شکل اعلی درستگی کو برقرار رکھتی ہے (تصویر 5 دیکھیں)، مشینی درستگی حصوں کو بہت بہتر بنایا گیا ہے.
تصویر
شکل 5 ٹول ٹپ کی آرک شکل اعلی درستگی کو برقرار رکھتی ہے۔
شکل 5 سے پتہ چلتا ہے کہ اولمپس ہائی پاور الیکٹران مائیکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے ناپا بلیڈ کا ٹول ٹپ آرک رداس 0.385mm ہے، اور غیر استعمال شدہ بلیڈ کا ٹول ٹپ ریڈیس 0.4mm ہے۔ فرق ظاہر کرتا ہے کہ نظریاتی ٹول ٹپ پوزیشن کا انحراف -0.015mm ہے۔ پہلے حصے کی پروسیسنگ کرتے وقت ٹول ٹپ پوزیشن کے مطابق پروسیسنگ کی جاتی ہے، اس کا مطلب ہے کہ پارٹ پروسیسنگ کنٹور کی خرابی +0.015mm ہے۔ ملی میٹر میں اینٹی رگڑ رنگ کے حصوں کی دیوار کی موٹائی رواداری کی تصویر کا موازنہ کرتے ہوئے، اس وقت حصے ابھی بھی اہل ہیں۔
اس ٹیسٹ کے ذریعے، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کاربائیڈ انسرٹس PEEK5600CF30 مواد کو موڑنے کے لیے موزوں نہیں ہیں، اور PCD ٹولز PEEK5600CF30 مواد کو موڑنے کے لیے موزوں ہیں۔ گریڈ 20 کے پی سی ڈی ٹولز کا استعمال ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔ اصل پروسیسنگ میں منتخب کردہ بیلناکار پی سی ڈی ٹرننگ ٹول کو شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر
شکل 6 بیرونی PCD ٹرننگ ٹول
3.3 پروسیسنگ جہتی درستگی کی خرابی کا تجزیہ
(1) اینٹی رگڑ بجتیوں کی پروسیسنگ پر ٹول کاٹنے والی قوت کا اثر۔ حصوں کی پروسیسنگ کے دوران، اگر CNC پروگرام اینٹی رگڑ رنگ کے حصوں کے عام سائز کے مطابق مرتب کیا جاتا ہے، تو یہ پتہ چلتا ہے کہ اندرونی سوراخ کی شکل اور پروسیسنگ کے بعد بیرونی دائرے میں ایک ٹیپر ہے: 1 کی لمبائی پر 0 سے 12 ملی میٹر، حصے کے اندرونی سوراخ کا تغیر 0 ہے۔{9}}4~0.05 ملی میٹر، اور بیرونی دائرے کا تغیر 0.01~ ہے۔ 0.03 ملی میٹر اندرونی سوراخ اور بیرونی دائرے کی شکل تصویر 7 میں دکھائی گئی ہے۔
تصویر
a) پروسیسنگ کے بعد حصوں کی نظریاتی حالت ب) پروسیسنگ کے بعد حصوں کی اصل حالت
شکل 7 اندرونی سوراخ اور بیرونی دائرے کی شکل
وجہ کا تجزیہ کیا گیا ہے کہ اس حصے کے منہ والے حصے کی سختی کم ہے، اور یہ آلہ کاٹنے کے عمل کے دوران راستہ دیتا ہے۔ پروسیسنگ اور ڈیبگنگ کے بعد، پروسیسنگ کے بعد حصوں کے ٹیپر کو CNC پروگرام میں معاوضہ دیا جاتا ہے تاکہ پروسیسنگ کی درستگی کو بہتر بنایا جا سکے۔ حصوں کی آزمائشی مشینی کے بعد، اندرونی سوراخ کی کٹائی کی مقدار اور حصوں کی محوری لمبائی کے درمیان براہ راست تعلق ہے. محوری سائز میں اضافہ ہوتا ہے اور سوراخ کی اخترتی میں اضافہ ہوتا ہے۔ پروگرامنگ کے عمل کے دوران ٹیپر کو معاوضہ دینے کے بعد، حصوں کی مشینی درستگی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
(2) پرزوں کی جہتی درستگی اور سطح کے معیار پر ٹول پہننے کا اثر۔ مثال کے طور پر اینٹی رگڑ رنگ کے پرزوں کی پروسیسنگ کو لے کر، سائٹ پر تصدیق شدہ صورت حال اس طرح ہے: 40{{1{1{12}}}} ٹکڑوں پر کارروائی کرنے کے بعد، ٹول کی شدید خرابی کی وجہ سے، اگر یہ استعمال کرنا جاری ہے، ہر بار 50 ٹکڑوں پر کارروائی کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ آلے کے معاوضے کی قیمت اور ٹیپر کو ایک بار ایڈجسٹ کریں، اور ہر بار قطر کی قیمت کو 0.02 ملی میٹر سے ایڈجسٹ کریں۔ پروسیسنگ کی شرائط یہ ہیں: PEEK5600CF30 بار اسٹاک کو پروسیس کرنے کے لیے CTX310 CNC مشین ٹول کا استعمال کریں، اور یہ ٹول گھریلو PCD اندرونی سوراخ بورنگ ٹول ہے۔ پروسیسنگ پیرامیٹرز: سپنڈل اسپیڈ 1800r/منٹ، فیڈ ریٹ 0.06mm/r، فنشنگ مشیننگ الاؤنس 0.05mm، 700 سے 800 ٹکڑوں کے بعد اسے استعمال جاری رکھنے کی سفارش نہیں کی جاتی ہے، اور ٹول کو تبدیل کرنا ضروری ہے۔ اس آپریشن کی وجہ یہ ہے کہ آلے کے پہننے کی وجہ سے کاٹنے کی قوت بڑھ جاتی ہے، جس کے نتیجے میں حصے کی جہتی درستگی اور سطح کے معیار پر اثر پڑتا ہے۔ ٹول آفسیٹ ویلیو اور CNC پروگرام کو وقت پر ایڈجسٹ کیا جانا چاہیے تاکہ پارٹ پروسیسنگ کی اہلیت کی شرح کو یقینی بنایا جا سکے۔
3.4 کاٹنے کے پیرامیٹرز
جدول 2 تجویز کردہ پی سی ڈی ٹول گریڈز اور متعلقہ کٹنگ پیرامیٹرز دکھاتا ہے۔ اس پیرامیٹر کے استعمال کی شرائط: پروسیسنگ مشین ٹول ایک CTX310 CNC لیتھ ہے، اس حصے کی دیوار کی موٹائی 1mm سے زیادہ یا اس کے برابر ہے، اور پروسیسنگ بیرونی دائرے کا قطر 30~50mm ہے۔ اس کے علاوہ، براہ کرم نوٹ کریں کہ اوپر استعمال ہونے والے PCD بلیڈ کا مینوفیکچرر SECO (Seco) ہے، اور اس بنیاد پر دوسرے برانڈز کے ٹول پیرامیٹرز کو ٹھیک کیا جا سکتا ہے۔
جدول 2 تجویز کردہ پی سی ڈی ٹول گریڈز اور متعلقہ کٹنگ پیرامیٹرز
