Semente karbür, yüksek sertli?e, iyi a??nma direncine, korozyon direncine ve kü?ük bir termal genle?me katsay?s?na sahiptir. Optik cam ?ekillendirme, metal ?ekme ve a??nmaya dayan?kl? ve korozyona dayan?kl? par?alar gibi hassas kal?plar?n imalat?nda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. ?imentolu karbür kal?p, ?elik kal?b?n on kat?ndan, hatta yüzlerce kat?ndan daha uzun bir hizmet ?mrüne sahip olmakla kalmaz, ayn? zamanda ?ok yüksek bir yüzey kalitesine sahiptir. Cam mercek ve enjeksiyon kal?plaman?n di?er par?alar?, optik yüzey kalitesi gereksinimlerini kar??layabilir.

Semente karbür, zay?f i?lenebilirli?i nedeniyle tipik olarak malzemeyi i?lemek zordur. Ta?lama ve EDM, semente karbür kal?b?n en yayg?n kullan?lan i?leme y?ntemlerinden ikisidir. CBN, elmas ve di?er süper sert tak?mlar?n g?rünümü ile giderek daha fazla dikkat ?eken semente karbürü do?rudan kesmek mümkündür. Yabanc? bilim adamlar? daha fazla ara?t?rma yapt?. B. bulla ve ark. Elmas tornalamada i?leme parametrelerinin semente karbürün yüzey profili üzerindeki etkisini analiz etti. Optimum i?leme parametrelerini elde ettikten sonra, tak?m geometrisinin yüzey pürüzlülü?ü ve tak?m a??nmas? üzerindeki etkisi daha fazla incelenmi?tir. N. Suzuki ve ark. Semente karbür üzerinde elmas ultrasonik eliptik titre?im tornalama deneyleri ger?ekle?tirdi. Ultrasonik eliptik titre?imli tornalaman?n yüzey kalitesinin normal tornalamaya g?re daha iyi oldu?u ve tak?m a??nmas?n?n daha kü?ük oldu?u bulundu. Deneyler ile optik yüzey kalitesine sahip mikro prizma ve küresel lens gibi sert ala??ml? kal?plar da i?lenmi?tir.

Hassas, karma??k ve uzun ?mürlü semente karbür kal?b? üretmek i?in ulusal kal?b?n üretim düzeyini ?l?mek ?nemli bir i?arettir. Mikro frezeleme teknolojisi, yüksek i?leme verimlili?i, ?ok ?e?itli i?leme malzemeleri, ü? boyutlu karma??k ?ekil i?leme, yüksek yüzey kalitesi vb. avantajlara sahiptir. Mikro kal?plar?n ve semente karbürün mikro par?alar?n?n i?lenmesi i?in ?ok uygundur ve geni? bir uygulama beklentisine sahiptir. Bu yaz?da, semente karbürün mikro frezelenmesi i?in elmas kapl? tak?mlar kullan?lm??t?r. Kesme kuvveti, yüzey kalitesi ve tak?m a??nmas? analiz edilir.

PDC mikro frezelemenin test ekipman? ve deney program?

Kendi kendine yap?lan yüksek hassasiyetli mikro freze tezgah? (bkz. ?ekil 1) kullan?l?r. Tak?m tezgah?, kü?ük ve mikro par?alar?n mikro frezelenmesi i?in ?zel olarak tasarlanm??t?r. Mermer yatak, besleme mekanizmas?, yüksek h?zl? hava yüzdürme mili, PMAC'a dayal? hareket kontrol sistemi vb.'den olu?ur. Mikro freze b??a??n?n kü?ük ?ap? nedeniyle, do?ru bir tak?m ayar? elde etmek kolay de?ildir. Tak?m tezgah?, mikro frezeleme sürecini ?evrimi?i olarak izlemek i?in de kullan?labilen bir mikroskop tak?m ayar sistemi ile donat?lm??t?r.

?ekil 1 mikro freze makinesi

Spiral kenarl? elmas kapl? mikro freze kullan?n (bkz. ?ekil 2a). Kesicinin temel malzemesi sert ala??md?r ve bir elmas film tabakas? kimyasal buhar biriktirme (CVD) ile kaplanm??t?r. Sap ?ap? 6 mm, b??ak ?ap? 1 mm, b??ak uzunlu?u 2 mm, aletin ?n a??s? 2°, arka a??s? 14°, spiral a??s? 35° dir. SEM yan g?rünümünden ?l?ülen tak?m ucu yay yar??ap? γ ε yakla??k 11 μm'dir (bkz. ?ekil 2b); SEM üst g?rünümünden ?l?ülen tak?m kenar? yay yar??ap? γ β yakla??k 8 μm'dir (bkz. ?ekil 2C).

(a) (b)

(c)

 ?ekil 2 elmas kapl? mikro freze b??a??

Elmas kapl? tak?mlar, farkl? i?leme parametreleri alt?nda düz kanallar? frezelemek i?in kullan?l?r. Testten ?nce, i? par?as?n?n yüzeyi parlat?l?r, ard?ndan ?l?üm aletine sabitlenir ve s?k??t?r?l?r ve ?rnekleme frekans? 20kHz'dir. Tüm testler kuru kesme ko?ullar? alt?nda ger?ekle?tirilir. Mikro frezeleme test parametreleri i?in Tablo 1'e bak?n. Mil h?z? n 20000r / dak'da sabitlenmi?tir, freze derinli?i AP 2 μm ve 4 μm'dir ve her di?in besleme h?z? FZ 0.3-1.5 μ M'dir. Testten sonra, temizlemek i?in ultrasonik temizleme makinesi kullan?ld?. i? par?as?. Besleme y?nü boyunca i?lenmi? yüzey pürüzlülü?ünü ve mikro profil e?risini ?l?mek i?in Mahr yüzey pürüzlülük ?l?er kullan?ld?. ??lenmi? yüzey morfolojisi ve tak?m a??nma morfolojisi SEM ile g?zlemlendi.

Test sonu?lar? ve analiz PCD mikro frezeleme

Frezeleme kuvveti sinyali, tak?m a??nma durumunu ve i?leme yüzeyi kalitesini ger?ek zamanl? olarak yans?tabilen, frezeleme sürecini izlemek i?in ?nemli bir parametredir. Frezeleme i?leminde, kesme kal?nl??? sürekli olarak de?i?ir, bu da s?f?rdan maksimuma yükselir ve ard?ndan freze b??a??n?n d?nü?ü ile periyodik olarak s?f?ra dü?er, bu da frezeleme kuvveti sinyalinin dalga ?ukuru ve dalga zirvesi ile sonu?lan?r. Frezeleme kuvveti sinyalinin dalga bi?iminden, i?leme sürecinde düzensiz kesme ve titre?im gibi anormal davran??lar? g?zlemleyebiliriz.

?ekil 3, Fx'in ana kesme kuvveti, Fy'nin besleme kuvveti ve Fz'nin eksenel kuvvet oldu?u, testle ?l?ülen freze kuvveti sinyalinin bir dalga ?ekli diyagram?d?r. Frezeleme kuvvetinin dalga bi?iminden, eksenel kuvvet Fz'nin genli?inin frezeleme i?leminin ü? bile?eninde en büyük oldu?u, di?er iki bile?enden ?ok daha büyük oldu?u ve ard?ndan ana kesme kuvveti Fx ve minimum besleme kuvveti Fy oldu?u g?rülebilir. Bunun nedeni, mikro frezelemedeki AP frezeleme derinli?inin ?ok kü?ük olmas?d?r, bu da mikro frezeleme tak?m?n?n u? yay?n?n γ ε yar??ap?ndan ?ok daha kü?üktür. Kü?ük bir ana sapma a??s? ile kesmeye e?de?er olan ve büyük bir eksenel frezeleme kuvveti bile?eni ile sonu?lanan kesme i?leminde, u? yay?n?n sadece kü?ük bir k?sm? fiilen yer al?r.

Frezeleme b??a??n?n her d?nü?ü i?in, iki simetrik kesici kenar, frezeleme kuvveti sinyal d?neminde iki dalga tepe noktas? g?steren kesme i?lemine art arda kat?lacakt?r. Osilogramdan, iki tepenin genliklerinin ayn? olmad??? ve ilk yar? periyodunun genliklerinin a??k?a ikinci yar?dan daha büyük oldu?u g?rülebilir. Bu, ger?ek frezeleme i?leminde, ?ift di?li freze b??a??n?n iki kesme kenar?n?n kesme kal?nl???n?n farkl? oldu?unu, bir kesme kenar?n?n daha fazla malzemeye sahip oldu?unu, di?er kesme kenar?n?n daha az malzemeye sahip oldu?unu ve bu da düzensiz frezeleme olgusuna neden oldu?unu g?sterir. Ciddi düzgün olmayan Frezeleme, frezeleme kuvvetinin dalgalanmas?na neden olacak, mikro frezelemenin kararl?l???na elveri?li olmayan i?leme sürecinde titre?imi art?racakt?r.

?ekil 3 mikro frezeleme kuvveti sinyal dalga bi?imi

Farkl? mikro ??ütme parametreleri alt?ndaki ??ütme kuvvetleri, ﹣ testi s?ras?nda kaydedilir. Tak?m d?ndürme d?ngüsünde maksimum kesme kal?nl???na kar??l?k gelen frezeleme kuvveti tepe de?eri test sonucu olarak al?n?r ve X, y ve Z bile?enlerinin ?l?üm sonu?lar? ?ekil 4'te g?sterilmektedir. her di?in ilerleme h?z? FZ'nin artmas?yla artar. Ana kesme kuvveti Fx ve besleme kuvveti Fy nispeten hafif?e yükselir. Frezeleme derinli?i ap=2 m ve 4 m oldu?unda, ana kesme kuvveti Fx s?ras?yla 0,44N ve 0,92N'den 1,34N ve 2,05N'ye yükselir ve besleme kuvveti Fy 1,34N'den ikinci olarak "Ho"ya yükselir. " ve"; eksenel kuvvet, “Qi” ve “the” den “the”ye do?ru büyük bir genlikle artar. Benzer ?ekilde ??ütme derinli?inin artmas? da ??ütme kuvvetinin artmas?na neden olacakt?r. ü? yollu bile?endeki eksenel kuvvet FZ, frezeleme parametrelerine duyarl?d?r. Bunun nedeni, mikro frezelemede her bir di?in FZ besleme h?z?n?n, mikro freze b??a??n?n alt kenar?n?n arka yüzü ile i? par?as? aras?ndaki temas alan?n? olu?turan mikro freze b??a??n?n kenar yay yar??ap?ndan γ β daha kü?ük olmas?d?r. nispeten büyüktür ve arka yüzdeki sürtünme kuvveti, frezeleme kuvvetinde büyük bir paya sahiptir.

?ekil 4 ??leme parametreleriyle de?i?en frezeleme kuvveti e?risi

Yüzey kalitesi PCD mikro frezeleme

Semente karbür bir tür sert k?r?lgan malzemedir. Geleneksel kesmede, sert k?r?lgan malzeme genellikle gevrek k?r?lma ?eklinde ??kar?l?r, bu da i?lenmi? yüzeyde gevrek k?r?lma kusurlar?na neden olur ve i?lenmi? yüzeyin kalitesini etkiler. Sonu?lar, kesme kal?nl??? belirli bir kritik de?erden daha az olacak ?ekilde i?leme parametreleri kontrol edildi?inde, gevrek malzemenin de plastik deformasyona sahip olabilece?ini ve sünek kesme ad? verilen pürüzsüz sünek i?leme yüzeyinin elde edildi?ini g?stermektedir. ?ekil 5, AP = 2 μm ve FZ = 1.2 μ M'de mikro ??ütülmü? semente karbürün yüzey morfolojisini ve profil e?risini g?stermektedir. ?ekilden g?rülebilir ki, i?leme yüzeyi morfolojisi, net tak?m ile esas olarak tak?m geometrisinin yans?mas?d?r. doku da??t?lm?? i?aretleyin. Kontur e?risinden, tak?m di?lerinin besleme tak?m? i?areti g?zlemlenebilir ve neredeyse hi? gevrek ar?za hatas? yoktur. Mikro frezelemede, ger?ek kesme kal?nl??? ?ok kü?üktür, bu da semente karbürün sünek kesimini ger?ekle?tirebilir. ?yi i?leme yüzeyi kalitesi elde etmek i?in semente karbür malzeme plastik deformasyon ?eklinde uzakla?t?r?l?r.

（a）yüzey geometrisi

(b) kontur e?risi

?ekil 5 i?lenmi? yüzey morfolojisi ve profili

?ekil 6, i?leme parametreleriyle mikro ??ütme semente karbürün yüzey pürüzlülü?ü Ra e?risini g?stermektedir. Semente karbürün i?lenmi? yüzey pürüzlülü?ünün Ra de?erinin mikro frezelemede sünek kesme nedeniyle ?ok kü?ük oldu?u ?ekilden g?rülebilir. Yüzey pürüzlülü?ü Ra, di? ba??na ilerleme AP ve frezeleme derinli?i FZ artt?k?a artar, ancak di? ba??na ilerlemenin yüzey pürüzlülü?ü üzerindeki etkisi, frezeleme derinli?inden daha büyüktür. AP = 2 μm ve FZ = 0,3 μm oldu?unda, minimum yüzey pürüzlülü?ü 0,073 μm'dir; AP = 4 μm ve FZ = 1,5 μm oldu?unda, maksimum yüzey pürüzlülü?ü 0.151 μ M'dir.

(b) kontur

Figür 6 i?lenmi? yüzeyin ?ekli ve ana hatlar?

?ekil 6, i?leme parametreleriyle mikro ??ütme semente karbürün yüzey pürüzlülü?ünün Ra de?i?im e?risini g?stermektedir. Semente karbürün i?lenmi? yüzey pürüzlülü?ünün Ra de?erinin mikro frezelemede sünek kesme nedeniyle ?ok kü?ük oldu?u ?ekilden g?rülebilir. Yüzey pürüzlülü?ü Ra, di? ba??na ilerleme AP ve frezeleme derinli?i FZ artt?k?a artar, ancak di? ba??na ilerlemenin yüzey pürüzlülü?ü üzerindeki etkisi, frezeleme derinli?inden daha büyüktür. AP = 2 μm ve FZ = 0,3 μm oldu?unda, minimum yüzey pürüzlülü?ü 0,073 μm'dir; AP = 4 μm ve FZ = 1,5 μm oldu?unda, maksimum yüzey pürüzlülü?ü 0.151 μ M'dir.

(a) (b)

(c)

Diyagram.7 kesici tak?mda a??nman?n mikro geometrisi

Diyagram.8 Frezeleme uzunlu?unun yüzey pürüzlülü?ü üzerindeki etkisi

?ekil 8, mikro frezeleme yolu ile de?i?en yüzey pürüzlülü?ünün e?risini g?stermektedir. ?ekilden g?rülebilir ki, yüzey pürüzlülü?ü Ra, freze yolunun artmas?yla kademeli olarak artar. Frezeleme mesafesi 700m m'ye ula?t???nda yüzey pürüzlülü?ü büyük ?l?üde artar; frezeleme mesafesi 700 mm'yi a?t???nda, yüzey pürüzlülü?ü art??? yava?lar; frezeleme uzunlu?u 1000 mm oldu?unda, yüzey pürüzlülü?ü Ra 0,224 μ M'ye ula??r. Tak?m a??nmas?ndan sonra, sadece frezeleme kuvveti artmaz, ayn? zamanda i? par?as?n?n ekstrüzyonu ve sürtünmesi de daha ciddi hale gelir, bu da ?imentolu malzemenin gevrek k?r?lma olas?l???n? art?r?r. karbür malzemeler i?lenen yüzeyde gevrek k?r?lma kusurlar?na neden olur, i?lenen yüzey kalitesini k?tüle?tirir ve yüzey pürüzlülü?ünü art?r?r.

?imdiye kadar sonu?

(1) Frezeleme derinli?i u? yay?n?n yar??ap?ndan ?ok daha az oldu?u i?in, kesme i?leminde yaln?zca u? yay?n?n alt k?sm? yer al?r ve bu da büyük bir eksenel bile?enle sonu?lan?r. Elmas kapl? ?ift di? frezeleme tak?m?n?n mikro frezeleme i?leminde, düzgün olmayan frezeleme olgusu vard?r ve di? ba??na ilerleme ve frezeleme derinli?inin artmas?yla frezeleme kuvveti artar.

(2) mikro frezeleme ?ok kü?üktür, bu da semente karbürün sünek kesimini ger?ekle?tirebilir ve iyi i?leme yüzeyi kalitesi elde edebilir. Yüzey pürüzlülü?ü Ra, di? ba??na ilerleme ve frezeleme derinli?inin artmas?yla artar.

(3) iki b??a??n e?it olmayan a??nmas?na ve yatak b??aklar?n?n ciddi ?ekilde a??nmas?na neden olur. Freze yolunun artmas?yla yüzey pürüzlülü?ü artar.