大家都知道陶瓷的硬度超高,那么對于這么高硬度的陶瓷來說它的螺紋又是如何加工的呢?下面就由科眾陶瓷廠來為大家介紹關(guān)于工程陶瓷螺紋的加工方法。
氧化鋯陶瓷螺絲
工程陶瓷螺紋加工方法:
工程陶瓷如氧化鋯陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷等,具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、不導(dǎo)磁不導(dǎo)電優(yōu)點(diǎn),作為精密機(jī)械模具中核心部件有許多優(yōu)點(diǎn),但工程陶瓷又是超高硬度、脆性高的材料,其硬度為HRA88-90,抗彎強(qiáng)度300-950MPa。
加工到較高精度來符合機(jī)械模具的核心部件非常困難,特別是需要螺紋和精密孔型與陶瓷螺紋加工,一直未能找到很好辦法,現(xiàn)有的加工陶瓷螺紋方法主要有坯料預(yù)制法和鑲嵌法、仿形法但這三種方法都有明顯弱點(diǎn):
1.精度差:由于工程陶瓷經(jīng)高溫?zé)啤?400-1750°C,其收縮率從10-25%,燒制出來產(chǎn)品變形較大,所以坯料預(yù)制法出來單螺孔公差+/-0.1,多孔的形位公差甚至0.5也不能保證,且只能做M5以上的孔牙。鑲嵌法、仿形法單螺紋精度還成,而協(xié)及多螺紋,其精度也無法保證。
2.影響坯體的強(qiáng)度,采用鑲嵌法的螺孔,其必須鉆更大的孔,這往往影響工程陶瓷產(chǎn)品的強(qiáng)度,在精密模具機(jī)械部件中有許多位置限制。這大大限制了工程陶瓷的使用。
3.鑲嵌法的螺孔,由于鑲?cè)氲臑殇摶蚱渌猩饘伲掖蠖鄶?shù)硬度低、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、不耐高溫、不耐酸堿,這樣令使用工程陶瓷的功能大幅降低。
4.成本較高,時間較長。無論是坯料預(yù)制法和鑲嵌法、仿形法,都是人手操作,需要熟練工人,比如鑲嵌法MG的牙,從畫線,鉆孔、金屬攻牙、線割螺牙、粘膠、鑲?cè)肼菅馈⒛テ剑昂蠊ば蛑辽?0分鐘機(jī)間長、成功率不足80%。
5、仿形法,只能做外螺紋、內(nèi)螺紋,特別是細(xì)小螺紋無法完成,而協(xié)及多個有形位公差要求+/-0.02的外內(nèi)螺紋無法加工。
6、只能單件生產(chǎn),無法批量和大規(guī)模的生產(chǎn)。坯料預(yù)制法和鑲嵌法、仿形法只能是人工操作,無法滿足現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的要求。
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種直接在工程陶瓷上加工工程陶瓷螺紋方法。
(1)根據(jù)模具機(jī)械部件的需要,選擇工程陶瓷粗坯種類,氧化鋯高韌性、高硬度、氧化鋁高硬度、耐高溫、氮化硅耐高溫、線膨脹系數(shù)小、低密度的產(chǎn)品;
(2)對工程陶瓷的粗坯進(jìn)行粗加工;粗坯留有0.5-2.5mm的加工余量;粗加工后留0.05-0.15精加工量;
(3)通過螺紋大徑、小徑、牙距、牙型半角、螺紋旋合長度相關(guān)的參數(shù),設(shè)計(jì)螺紋磨頭頭型,而磨頭長度相關(guān)到高度磨削的穩(wěn)定性與精度,在許可的情況下,盡量減短磨頭的長度,通常控制在50以內(nèi);磨孔磨頭設(shè)計(jì)半圓形,主要因?yàn)樘沾傻拇嘈裕谌氲稌r往往較易碰崩入口位。在金剛砂的粒度上,與磨削精度相關(guān)較大,在+/-0.02的情況下,粗細(xì)常采用120-180#;
(4)將經(jīng)過粗加工的陶瓷工件放在CNC設(shè)備上裝夾好,由于工程陶瓷屬脆硬材料,裝夾時可采用電木板銑下產(chǎn)品的型腔,按使用的要求一個或多個,把工程陶瓷粗加工的工件放進(jìn)型腔內(nèi)再用塑料壓板壓上四個角,防止工程陶瓷崩裂;工程陶瓷的楊氏模量約200-400GPa,介于鋼100-200GPa與硬質(zhì)合金(或鎢鋼)450GPa以上之間,裝夾的力的大小應(yīng)介于鋼與硬質(zhì)合金(或鎢鋼)之間,這在高精度螺紋加工中,更顯重要。
(5)選用高速數(shù)控銑床進(jìn)行磨孔。磨孔時,根據(jù)磨頭的大小,磨砂的粗細(xì)來控制合適的轉(zhuǎn)速,各個方向的進(jìn)給量和移動速度。我們的機(jī)型精雕機(jī),磨頭的直徑DIA2.0-30MM,轉(zhuǎn)速32000-8000R/MIN,進(jìn)給深度Z方向0.05-0.2/TIME,平面x,Y方向0.1-0.2/TIME,移動速度0.1-0.2/S,加上冷卻液,約3-6MIN即可成粗加工孔,換上精加工磨頭,進(jìn)給X、Y方向0.01,1-3MIN即可完成,
(6)采用同一高速數(shù)控銑床,換上螺紋用磨頭,加上冷卻液、采用縱加工法進(jìn)行磨螺紋
加工;同樣根據(jù)磨頭的直徑和磨砂的粗細(xì)程度來控制合理轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、移動速度。轉(zhuǎn)速為20000-30000R/MIN,平面x,Y方向0.1-0.5/TIME,移動速度0.1-0.3/S,加上冷卻液,約3-10MIN即可成磨螺紋;
(7)完成螺紋1后,依次按程序進(jìn)入螺紋2,3,4,和下一件工件的螺紋的磨削.因磨頭磨損和質(zhì)量不同,在磨頭的自動切換時,可在單件測試時計(jì)算出合適的時間,而在控制好一定計(jì)算好換磨頭的時間。
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本文“關(guān)于工程陶瓷螺紋加工方法介紹(圖)”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-16 09:58:03
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