Взятие круглого стержневого образца из литого блока нержавеющей стали с помощью пробойника

Экспериментальный материал:

Блок из литой нержавеющей стали φ25×9 мм

Из-за различных типов решетки материалов из нержавеющей стали твердость ферритной и мартенситной нержавеющей стали немного ниже, чем у углеродистой стали, в то время как твердость аустенитной нержавеющей стали немного выше, чем у углеродистой стали. В целом, нержавеющая сталь является более твердым материалом.

Рисунок 1: выплавленный блок нержавеющей стали

Цель эксперимента:

взять образец круглого стержня φ3,5×9 мм на блоке из нержавеющей стали

Экспериментальное оборудование:

Дырокол и пистолет для горячего клея СЙДж-30QY

Пистолет для горячего клея СЙДж-30QY

Рисунок 2: оборудование, использованное в эксперименте

Экспериментальные расходные материалы:

Сверло из спеченного алмаза φ4 мм, прокладка из смоляно-керамической смолы и стержень для горячего клея

сверло                    керамический разделительный блок из смолы и керамической смолы, термоклеевой стержень

Причины выбора оборудования:

Пробоотборник СЙДж-30QY специально предназначен для отбора цилиндрических или кольцевых образцов твердых материалов, а также может использоваться для отбора образцов кристаллов, керамики, металлов, стекла, горных пород, кернов, пластика, печатных плат, огнеупоров, композитов и т. д. Минимальный размер образца для этой машины составляет Ø3 мм, что может использоваться для подготовки образцов для просвечивающего электронного микроскопа на ранней стадии.

Характеристики оборудования: 

1. Пробоотборники различных спецификаций могут использоваться для получения цилиндрических и кольцевых образцов различных размеров, а также для выполнения операций сверления материалов. 

2. Полученные образцы отличаются высокой точностью. 

3. Ось Z приводится в движение шаговым двигателем, а оси X и Y регулируются вручную. 

4. Машина оснащена быстросъемным суппортом и поддоном для охлаждающей воды.

5. Машина проста в использовании, удобна в эксплуатации, имеет красивый дизайн, занимает мало места и подходит для применения в лабораториях.

Экспериментальный процесс:

В этом эксперименте, чтобы взять образец круглого стержня из металлического блока, металлический блок должен быть сначала зафиксирован, и парафин или термоплавкий клей часто используются в лабораториях для фиксации образцов. Парафин обычно может фиксировать плоские поверхности относительно прочно, в то время как для неровных поверхностей твердость парафина относительно плохая, потому что парафин мягкий и легко ломается после получения усилий. Поэтому в этом эксперименте для фиксации образца выбран термоплавкий клей. Вставьте стержень термоплавкого клея в пистолет для горячего клея, включите пистолет для горячего клея для нагрева, когда клеевой стержень расплавится и вязкий клей вытечет, образец можно склеивать. Нижняя поверхность образца должна быть максимально сплющена во время процесса склеивания, чтобы облегчить отбор проб. 

При отборе проб с помощью пробоотборника СЙДж-30QY прокладка из смоляной керамики, которая удерживает образец, прочно приклеивается штангенциркулем на столике для отбора проб, а затем отрегулируйте машину для отбора проб так, чтобы сверло перемещалось над образцом. Во время процесса отбора проб образец и сверло следует охлаждать водой, чтобы избежать повреждения сверла, поскольку температура слишком сильно повышается из-за трения между сверлом и образцом. Чрезмерно высокая температура расплавит термоплавкий клей, который удерживает образец на месте, в результате чего образец отвалится, что, в свою очередь, не способствует непрерывному процессу отбора проб. При охлаждении образца и сверла следует отметить, что охлаждающую воду необходимо наливать на сверло и образец одновременно, а поток воды не должен быть слишком быстрым, чтобы не выливать воду за пределы пробоотборника. Метод фиксации и положение образца на столике для отбора проб показаны на рисунке 4.

Рисунок 4: фиксация положения образца на столике для отбора проб

После фиксации образца и регулировки положения сверла можно выполнить отбор проб. Поскольку образец из нержавеющей стали относительно твердый, скорость отбора проб не должна быть слишком высокой. В противном случае отбор проб может не состояться, и в то же время сверло может быть повреждено. Поэтому скорость отбора проб следует снизить. В этом эксперименте скорость отбора проб установлена ​​на 0,1 мм/мин. Расстояние отбора проб должно быть установлено немного больше фактической толщины образца, чтобы обеспечить возможность извлечения полного образца. В этом эксперименте расстояние отбора проб установлено на 15 мм. При регулировке скорости шпинделя поверните ручку шпинделя вправо на пол-оборота, чтобы получить требуемую скорость отбора проб. Запустите перфоратор образцов после установки параметров. При отборе проб сначала включите шпиндель станка, чтобы он вращался, а затем запустите блок управления, чтобы запустить программу. В противном случае, если сначала запустить программу, сверло ударится об образец, что приведет к тому, что шпиндель не будет вращаться, а сверло или даже станок будут повреждены. Морфология и размер готового образца показаны на рисунке 5. Видно, что готовый образец представляет собой круглый стержень диаметром 3,3 мм и длиной около 9 мм. Фактический диаметр образца немного меньше требуемого. Это связано с тем, что при вращении сверла будет наблюдаться определенное количество шатких движений, что уменьшит фактический размер образца. Чтобы получить образец нужного размера, увеличьте размер сверла в соответствии с пределом вибраций машины или настройте соответствующие сверла, чтобы получить образец желаемого размера. Из рисунка 5 видно, что размер готового образца однороден, что указывает на то, что предел вибраций однороден, а скорость движения вниз однородна, поскольку сверло движется вниз в образец на протяжении всего процесса отбора проб.

Рисунок 5: морфология и размер готового образца

Экспериментальное заключение:

При отборе проб с помощью пробоотборника СЙДж-30QY готовый образец представляет собой круглый стержень с высокой точностью. Скорость отбора проб можно регулировать в зависимости от материала образца.