什么是 5 轴 CNC 加工及其工作原理？

剪切模量，有时称为刚性模量，是一种基本材料特性，可在受剪切力时测量材料的刚性。用日常的话来说，它描述了一种物质在与另一部分平行滑动时塑造变化的耐药性。在本文中，我们将解释什么是剪切模量，计算方式以及与其他弹性模量的比较以及现实世界工程示例的比较。 什么是剪切模量？ 在图中，将块固定在底部，同时平行于顶表面施加力F。该力导致水平位移ΔX，块变形为倾斜的形状。倾斜角θ表示剪切应变（γ），它描述了形状的变形程度。 剪切应力（τ）是施加的力除以表面积A的作用：力的作用： τ= f / a 剪切应变（γ）是水平位移与块高度的比率： γ=ΔX / L（对于小角度，弧度中的θ≈γ） 剪切模量（g）有时用μ或s表示，可以测量材料对这种类型的失真的耐药性。它被定义为剪切应力与剪切应变的比率： g =τ /γ=（f / a） /（Δx / l）=（f·l） /（a·Δx） 在SI系统中，剪切模量的单位是Pascal（PA），它等于每平方米牛顿一个（N/m²）。由于Pascal是一个很小的单元，因此实心材料的剪切模量通常很大。因此，工程师和科学家通常在Gigapascals（GPA）中表达G，其中1 GPA =10⁹PA。 剪切模量值 下表显示了常见材料的典型剪切模量值： 材料剪切模量（GPA）铝26–27黄铜35–41碳钢79–82铜44–48带领5–6不锈钢74–79锡〜18钛（纯）41–45具体的8–12玻璃（苏打石）26–30木材（道格拉斯冷杉）0.6–1.2尼龙（未填充）0.7–1.1聚碳酸酯0.8–0.9聚乙烯0.1–0.3橡皮0.0003–0.001钻石480–520 这些数字显示了刚性有多少材料。金属倾向于在数十千兆内的剪切模量。陶瓷和玻璃的范围相似，而混凝土却低一些。塑料通常大约1 GPA或更少。甚至更柔软的是橡胶和弹性体，仅在巨型范围内具有剪切模量。在最顶部，钻石达到了数百个千斤顶，是最僵硬的材料之一。 具有高剪切模量的材料强烈抵抗变形或扭曲。这就是为什么钢和钛合金在桥梁，建筑物和飞机框架等结构中至关重要的原因。它们的刚度可防止横梁和紧固件在重载下弯曲或剪切。玻璃和陶瓷虽然脆弱，但也受益于相对较高的模量。它可以帮助他们在镜头和半导体晶圆等应用中保持精确的形状。钻石具有很高的剪切模量，即使在大力下，也几乎没有弹性应变。这就是为什么钻石切割工具保持锋利的原因。 另一方面，当灵活性是一个优势时，选择具有低剪切模量的材料。橡胶和其他弹性体用于振动阻尼器，密封件和地震底座隔离器，因为它们的柔软度使它们可以轻松剪切并吸收能量。聚合物（例如聚乙烯或尼龙）在柔韧性和强度之间取得了平衡，这就是为什么它们被广泛用于轻质结构和耐冲击的部分。即使是木材等天然材料也会显示出强烈的方向差异：在整个谷物上，其剪切模量也远低于其沿谷物，并且建筑商需要考虑到这一点，以免在剪切力下裂开。 剪切模量计算 可以使用不同的测试方法来确定剪切模量G，并且选择取决于材料以及您是否需要静态还是动态值。对于金属和其他各向同性固体，一种常见的方法是在杆上或薄壁管上进行静态扭转测试。扭转角与施加扭矩的斜率给出了G。ASTME143指定了结构材料的室温程序。 对于动态测量，可以使用扭转摆：测量样品 - 质量系统的振荡周期，并将其与（复杂的）剪切模量相关联。 ASTM D2236是描述这种塑料方法的旧标准。 对于纤维增强的复合材料，使用V-网状方法（例如ASTM D5379（iosipescu））和ASTM D7078（V-Notched Rail剪切）获得了平面内剪切模量。 ASTM D4255（轨道剪切）也广泛用于聚合物矩阵复合材料。 请注意，ASTM A938是用于评估扭转性能的金属线的扭转测试（例如延性）；它不是确定G的标准方法。 有时G不会直接测量G，而是根据其他数据计算得出的。用于各向同性材料杨的模量e和泊松的比例ν， g = e 2 （（ 1 + […]

什么是管道线？ 管螺纹是螺丝线程专为连接管道和配件而设计。它们允许将管道拧紧在一起，形成一个紧密的压力密封，用于流体或气体。管道线程有两种基本类型： 锥形线直径逐渐减小，形成锥状形状。 平行（直）线沿其长度保持恒定直径。 锥形管螺纹对于实现泄漏密接头尤为重要。当雄性和雌性锥形线被拧紧时，它们会互相楔入并形成压缩拟合度。这种锥形楔子会产生密封和强大的机械固定。但是，即使是经济良好的金属线的间隙也很小，因此通常将密封剂（例如水管工的PTFE胶带或管道涂料）应用于螺纹上，以填充任何空隙并确保完全无泄漏的连接。 另一方面，平行（直（直）管道线不提供密封；他们拧在一起而无需楔入。直线螺纹通常用扁平的洗衣机，O形环或垫圈密封，以防止泄漏。两种类型的线程都是常见的，但是选择取决于应用程序的密封需求。例如，花园软管使用带有橡胶洗衣机的直线来密封，而钢制管道则使用带胶带的锥形线。 什么是Tap Drill图表？ Tap Drill图表是一张表格，可以告诉您在敲击线程之前要使用哪个钻头。钻得太大的孔，螺纹将很浅，容易泄漏。钻得太小，在切割过深的螺纹时，水龙头可能会结合甚至破裂。遵循图表可为您提供最佳的线程参与度，通常约为75％，这可以使强度与轻松敲击。换句话说，大约四分之三的全螺纹高度形成，在敲击过程中产生强烈的固定，没有过多的扭矩。在下一部分中，我们将重点介绍北美最常见的管道螺纹标准：NPT：NPT，并为NPT管道TAPS提供全面的Tap Drill图表。 了解NPT（国家管道锥度）线程 NPT代表国家管道锥线。它是美国和加拿大用于管道，空气软管，燃油管线和许多其他应用的标准锥形管线。如果您曾经将PTFE（Teflon）胶带包裹在管道或安装中，那么您很可能已经使用了NPT线。这些线的比例为1:16，这意味着每16英寸长的直径增加1英寸（每英尺约0.75英寸）。相对于管道的中心线，这对应于1.79°半角度。这似乎似乎很小，但是足以确保雄性NPT拟合被拧入女性端口，它们越远，螺纹楔子更紧密，从而产生了自封的干扰。 NPT使用与标准的美国螺纹相同的60°螺纹轮廓，但具有扁平的波峰和根源，以增加强度。在ANSI/ASME B1.20.1中定义了所有临界维度和公差，包括每英寸线（TPI），音高直径限制和线程接合长度。管道尺寸由名义内径（例如½“或¾”）命名，但该数字不能反映实际的外径。例如，¾“ NPT管道的测量约为1.050”。此外，由于诸如BSPT和NP之类的标准共享标称大小，但使用不同的音高或线程表单，因此您必须指定名义大小（以匹配OD）和TPI（以匹配线程螺距）以选择正确的点击或拟合。 为了给出正式的NPT几何感，以½英寸的NPT线程为例：它具有14个TPI和16个锥度的1个。螺纹形式是扁平的60°“ V”，其半角度的圆锥形为1°47'24''（1.7899°），与中心线同样应用于男性和女性线。当您手动安装配件时，大约3-4个线（“ L1尺度长度”）的尺寸很小；然后，使用扳手添加另外1.5-3个“扳手化妆”线以完成密封。 您经常会看到商店的速记，例如“ MIP/FIP”或“ MNPT/FNPT”（雄性/雌性铁管或NPT），以区分外部线和内部线，而ANSI则将其称为外部或内部NPT，但昵称使其很快识别出哪个在商店地面上。 NPT线程如何工作 因为雄性和女性线都是锥形的，因此拧紧它们会产生楔子效果。螺纹侧面互相挤压，形成一个机械强度且非常紧密的关节。您会注意到，只需几回合后，正确收紧的NPT关节就会感到贴合 - 这是锥度完成工作的锥度。不过，NPT线程并不是完全防漏的。螺纹之间存在很小的螺旋间隙，如果您不使用密封剂，则可能会泄漏。这就是为什么安装程序在组装前将雄性螺纹包裹在液体/粘贴密封剂上的雄性线：它可以润滑螺纹并填充微间隙，从而确保气体或水密密封。在燃油气或液压系统中，切碎的胶带可以堵塞阀，技术人员通常更喜欢糊密封剂。 NPT线程的应用 NPT线程在日常和工业环境中无处不在。住宅水和天然气管道依赖于NPT配件来可靠泄漏。气动工具和空气压缩机在软管，阀门和快速连接耦合器上使用NPT连接器。在汽车和重型机械中，NPT配件可为传感器（例如油压发件人）和流体线（制动或冷却液系统）提供，并为其简单起见以及广泛的现成零件而珍贵。由于符合ANSI的水龙头，死亡和配件都遵循相同的规格，因此您可以不用担心混合品牌。这种通用的兼容性使NPT成为北美的首选管道。 NPT Tap Drill图表 当在孔中创建内部NPT螺纹（例如，敲击管道装件或储罐中的一个孔中的孔）时，您必须首先钻一个适当的尺寸孔。由于NPT螺纹是锥形的，因此钻孔通常比水龙头的最大直径小一点，以使水龙头随着锥度的前进而切割锥度。下面是通用管道尺寸的全面NPT Tap钻图： 名义管尺寸（英寸）每英寸线（TPI）点击钻（英寸）抽气钻（mm）线程参与（％）1/16270.2426.15〜75％1/8270.3328.43〜75％1/4180.4375（7/16英寸）11.11〜75％3/8180.5625（9/16英寸）14.29〜75％1/2140.7031（45/64英寸）17.86〜75％3/4140.9063（29/32“）23.02〜75％111½1.1406（1-9/64英寸）28.97〜75％1¼11½1.4844（1-31/64英寸）37.70〜75％1½11½1.7188（1-23/32英寸）43.66〜75％211½2.2188（2-7/32英寸）56.36〜75％2½82.6250（2-5/8“）66.67〜75％383.2500（3-1/4英寸）82.55〜75％3½83.7500（3-3/4英寸）95.25〜75％484.2500（4-1/4英寸）107.95〜75％ 笔记： 上面列出的Tap Drill尺寸假定直接敲击而无需转换。线程参与度（％）表示已达到的全线深度的百分比 - 典型的管道螺纹典型，平衡关节强度和敲击扭矩。括号中的钻头大小是标准字母或折射尺寸的标准尺寸（例如1/8-27 NPT使用字母Q钻，0.332“）。 管道水龙头是锥形的，因此您必须深入到足够深的深处以形成正确的螺纹锥度。制造商通常会指定所需的卷入线数，也可以使用NPT插头量表进行验证。定期退缩以清除芯片并在挖掘金属时使用切割液 - 水管水龙头由于直径较大和锥度而去除大量材料。 如果有锥形介孔器，您可以先用1:16锥形铰刀在攻击之前将钻孔钻孔。这会减少敲击扭矩，并可以在孔的末端稍微增加螺纹互动。但是，大多数字段和DIY应用都使用上面显示的直钻和tap方法，该方法提供了足够紧密的接头。 将NPT与其他线程类型进行比较 NPTF（国家管道锥度燃料） 这是一个干密封的锥形管螺纹，通常称为dryseal NPT或管道螺纹燃料。它具有与标准NPT相同的锥度（1:16）和线螺距，也具有60°螺纹角度。关键区别在于螺纹的顶峰和根设计：NPTF线在波峰和根上的间隙为零，从而形成了一种干扰拟合，可将金属对金属固定而无需任何密封剂。这使得NPTF非常适合对超透露率敏感的应用，即使是微小的泄漏或密封剂污染也是不可接受的。尽管NPTF和NPT具有尺寸并将其物理贴合，但仅交配NPTF雄性和女性会产生干密封。 NPTF由ANSI/ASME B1.20.3定义，而标准NPT则使用B1.20.1。 典型用途：高压液压系统；燃料系统；和其他流体功率应用（例如，制动系统组件或燃油轨配件）。 NPS（国家管道直线） 该螺纹标准具有与相应的NPT大小相同的螺纹角，形状和音高，但它是直（平行）而不是锥形的。虽然NPS线将拧到相同尺寸和TPI的NPT拟合上，但其缺乏锥度会阻止楔形密封件，并且可能会泄漏。 NPS线用于机械连接或由O形圈或垫圈等单独元素提供密封的地方。 典型用途：电导管螺纹（通常称为NPSM），消防软管耦合或大型直径水管工会以及燃气灯笼或老式的管道工会，密封垫圈或垫圈会产生密封。 […]

在塑料制造中，热塑性塑料和热固件是两种主要类型的塑料材料，通常用于注射成型，CNC加工，3D打印和挤出。两者都是由聚合物制成的，这些聚合物由分子的长链组成。在显微镜下，热塑性塑料看起来像是纠结的自由流动绳索，而热固件类似于紧密编织的网络。