中文版 ISO 2818-1994

1、ISO 2818-1994塑料機(jī)械加工制備試樣1 范圍本國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了從壓塑和注塑、擠出板、片材以及成品、半成品塑料加工試樣的一般原則和方法。為獲得可再現(xiàn)的加工條件，應(yīng)依照以下的標(biāo)準(zhǔn)條件。如果對操作程序的說明不夠具體，則需要相關(guān)方協(xié)議決定操作條件。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，以下版本有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，鼓勵(lì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂方探索這些引用文件修訂版對本標(biāo)準(zhǔn)的適用性。IEC和ISO成員負(fù)責(zé)維護(hù)目前有效的國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO 3002-1：1982，切削和磨削的基本參量第1部分：切削刀具有效部分的幾何參數(shù)一般術(shù)語、基準(zhǔn)系統(tǒng)、刀具和工作角度、斷屑槽

2、。ISO 3017：1981，磨盤設(shè)計(jì)、尺寸和公差盤外部尺寸/中心孔尺寸的選擇。ISO 3855：1977，銑刀術(shù)語。ISO 6104：1979，磨料制品金剛石或立方氮化硼砂輪一般術(shù)語、名稱和多種語言術(shù)語。ISO 6106：1979，磨料制品金剛石或立方氮化硼粒度ISO 6168：1980，磨料制品金剛石或立方氮化硼砂輪尺寸。3 定義本標(biāo)準(zhǔn)中采用以下定義。3.1 銑削3.1.1 幾何（見3002-1和圖1）工具切割邊角度，ar：試樣切割邊平面Ps和假設(shè)的工作平面Pf之間的角度，在工具后平面測量。3.1.1.2 工具背隙，ap：刀具側(cè)面Aa和工具切割邊平面Ps之間的角度，在工具后平面Pp測量。3

3、.1.1.3 工具側(cè)間隙，af：刀具側(cè)面Aa和工具切割邊平面Ps之間的角度，在假定的工作平面Pf測量。3.1.1.4 工具半徑，R：工具循環(huán)主運(yùn)動(dòng)軸與其切割邊之間的距離。3.1.1.5 切割齒數(shù)，z：旋轉(zhuǎn)銑削工具外圍切割邊數(shù)目。3.1.2 工具和工件運(yùn)動(dòng)（見ISO 3002-1和圖2）3.1.2.1 工具旋轉(zhuǎn)速度，n：工具循環(huán)主運(yùn)動(dòng)每分鐘轉(zhuǎn)速。3.1.2.2 切割速度，vc：切割邊上選擇某一點(diǎn)，其相對于加工件運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/min。vc與n之間關(guān)系為vc=n·2R。3.1.2.3 進(jìn)給速度，vf：切割邊上某一點(diǎn)相對于加工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度，單位為m/min。3.1.2.4

4、 進(jìn)給路徑，：加工件表面某一點(diǎn)在兩次連續(xù)切割操作中的位移，以公式= vf/z·n給出。3.1.2.5 切割深度，a：加工件表面在銑削前后的平均距離，單位為mm。3.2 矩形試樣切割本方法中，使用硬質(zhì)鋼材或覆有金剛石或立方氮化硼顆粒的圓鋸或帶鋸加工矩形試樣，或使用切割邊覆有金剛石或立方氮化硼顆粒的磨盤。關(guān)于磨盤和磨料制品的更多細(xì)節(jié)見ISO 3017和ISO 6104。3.2.1 幾何結(jié)構(gòu)3.2.1.1 工具半徑，R：圓鋸或磨盤旋轉(zhuǎn)軸與工具切割邊間的距離，單位為mm。切割齒數(shù)，z：圓鋸?fù)鈬懈钸厰?shù)目。3.2.2 工具和工件運(yùn)動(dòng)3.2.2.1 工具旋轉(zhuǎn)速度，n：圓鋸或磨盤旋轉(zhuǎn)的速度，單位為

5、轉(zhuǎn)/分鐘，r/min。3.2.2.2 切割速度，vc：一個(gè)鋸齒的切割尖或磨盤切割邊上的某點(diǎn)，相對于加工件運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/min。vc與n之間關(guān)系為vc=n2R。進(jìn)給速度，vf：工具進(jìn)給平行于鋸或盤的平面，并且垂直于切割方向相對于加工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度，單位為m/min。3.3 盤狀試樣的切割（見圖4）本方法中，使用帶有硬質(zhì)鋼鋸齒邊或覆有金剛石或立方氮化硼顆粒的圓形刀具加工盤狀試樣。也可使用帶有一個(gè)或更多齒的銑削工具加工試樣，如所述。也可用車床從粗糙預(yù)成型的板材上切割制得。3.3.1 幾何結(jié)構(gòu)3.3.1.1 工具半徑，R：圓狀刀具旋轉(zhuǎn)軸與切割邊內(nèi)限的距離。工具半徑與加工得到的試樣半徑

6、相同。切割齒數(shù)，z：圓鋸鋸齒切割邊齒的數(shù)目。若使用車床切割圓形試樣，切割工具的幾何定義與中的相同。3.3.1 工具和加工件運(yùn)動(dòng)3.3.2.1 工具旋轉(zhuǎn)速度，n：圓形刀具旋轉(zhuǎn)速度，單位為轉(zhuǎn)/分鐘，r/min。3.3.2.2 切割速度，vc：切割邊上某點(diǎn)相對于加工件運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/min。vc與n之間關(guān)系為vc=n2R。3.3.2.3 進(jìn)給速度，vf：工具進(jìn)給平行于圓形刀具的旋轉(zhuǎn)軸，并且垂直于切割方向相對于加工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度，單位為m/min。3.4 試樣上平刨得矩形條，或者平刨和鉆孔得切口本方法中，通過平刨制得鋸型或切片的矩形條。同時(shí)，利用平刨或鉆孔制得切口。3.4.1 幾何結(jié)構(gòu)

7、3.4.1.1 工具切割邊角度，ar：見。3.4.1.2 工具背隙，ap：見。3.4.1.3 工具側(cè)間隙，af：見。3.4.1 工具和工件運(yùn)動(dòng)3.4.2.1 切割速度，vc：切割邊上某點(diǎn)相對于加工件運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/min。切割深度，a：加工件表面在平刨前后的平均距離，單位為mm。3.5 從薄板鉆孔制得任何形狀的試樣本方法中，利用高壓力，從薄板中鉆孔制得任意形狀的試樣，使用具有硬質(zhì)鋼鋒利邊緣的工具。3.5.1 幾何結(jié)構(gòu)3.5.1.1 鉆孔工具形狀：鉆孔邊的形狀，依賴于所需要制得的樣品的形狀、尺寸和要求的公差。3.5.1 對工具的施力和工具運(yùn)動(dòng)3.5.2.1 接觸力，F(xiàn)c：垂直于試板平面

8、，施加于鉆孔工具上的力值，單位為牛頓，N。3.5.2.2 進(jìn)給速度，vf：鉆孔工具切割邊垂直于板材平面進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位為m/min。4 試樣4.1 試樣的形狀和狀態(tài)本標(biāo)準(zhǔn)描述了以下類型試樣的加工方法。矩形桿；帶切口矩形桿；矩形片；曲線試樣（如啞鈴）；盤；試樣精確的形狀、尺寸和公差應(yīng)遵照相應(yīng)的試驗(yàn)方法。以低倍放大鏡（大約5倍）觀察，制得的試樣表面和邊緣應(yīng)沒有可見的裂紋、劃痕或其他的缺陷。矩形桿應(yīng)沒有彎曲，對面相互平行。表面和邊緣沒有劃痕、凹陷。每個(gè)試樣應(yīng)按照這些要求進(jìn)行目視觀察和千分尺測量。沖擊貫穿試驗(yàn)對盤狀試樣的邊緣質(zhì)量要求低于拉伸試驗(yàn)的要求。任何不符合上述所有要求的試樣不應(yīng)使用，或者

9、將其加工至符合條件后再使用。4.2 試樣制備試樣應(yīng)從呈板材或片材的壓塑、注塑、鑄造、原位聚合、擠出或其他加工過程獲得的半成品材料上加工獲取。也可直接加工獲得盤狀半成品。如果用于制備試樣的基材不均勻，制得試樣的主軸應(yīng)平行或垂直于材料的主要方向軸。任何情況下，制備試樣的正確條件、取樣位置和方向應(yīng)由相關(guān)方?jīng)Q定，并在試驗(yàn)報(bào)告中指出取樣條件。注：應(yīng)注意詩文和加工過程中試樣的溫度可能影響試樣的性質(zhì)。5 機(jī)械和工具可使用到（另見第3章）中指出的儀器進(jìn)行塑料材料的加工和對制得試樣的切口。推薦的加工條件見表1。每種材料所需的加工條件會(huì)在合適的ISO材料標(biāo)準(zhǔn)中給出。表1中給出的加工切口的條件給以滿足對很多樣品的加

10、工需求；然而，由于試驗(yàn)材料多樣，有時(shí)可能需要其他的加工條件。5.1 銑刀可使用銑刀制備啞鈴和矩形條試樣。應(yīng)含有按ISO 3855規(guī)定的一個(gè)齒或一排齒，并可在多個(gè)速度切割。銑刀也可用于對矩形條試樣加工切口，這種情況下，僅當(dāng)所有齒的質(zhì)量都一樣時(shí)，才能使用帶多于一個(gè)齒的銑刀。5.2 切片或鋸削機(jī)可用于矩形條或板材試樣的加工?？裳b備圓鋸或帶鋸，鋸的邊緣應(yīng)涂覆有金剛石或立方氮化硼磨料。5.3 管式切割機(jī)用于從板材或片材材料加工盤狀試樣。切削邊應(yīng)為鋸齒狀或其上涂覆有磨料。5.4 車床用于與所述相同的目的。5.5 刨床用于加工矩形條和切口。5.6 沖壓工具具有足夠延性材料制成的薄板，可用沖壓工具將其制成任何

11、形狀的試樣。5.7 拉刀用于加工切口?？蔀槭謩?dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)使用。6 步驟加工速度由試樣材料決定，應(yīng)避免試樣產(chǎn)生過熱，尤其對于熱塑性材料。如果需要使用冷卻介質(zhì)，應(yīng)在合適的ISO材料標(biāo)準(zhǔn)中的第2部分說明。冷卻介質(zhì)不應(yīng)對試樣加工產(chǎn)生影響（另見表1）。精細(xì)打磨試樣獲得光滑表面。覆有金剛石、立方氮化硼或其他磨料的工具，應(yīng)參考ISO 3017、ISO 6104和ISO 6168。注：當(dāng)加工試樣時(shí)，應(yīng)小心避免皮膚接觸和吸入粉塵，以免引起過敏。6.1 啞鈴試樣制備使用表1條件，用手動(dòng)低速研磨，或高速仿形銑削（優(yōu)選）制備試樣。使用放大鏡（大約5倍放大）檢查試樣研磨表面和邊緣，觀察是否存在裂紋、劃痕以及其他缺陷。切

12、割500個(gè)試樣后，使用顯微鏡或投影儀（x50至x100放大倍率）檢查工具切割邊。6.2 以打磨盤鋸削（sawing）或切割（cutting）制備矩形試樣詳細(xì)的條件見表1。僅當(dāng)對試樣表面質(zhì)量無特殊要求時(shí)，或者試樣表面后續(xù)會(huì)進(jìn)行研磨或刨平等方法處理時(shí)，采用鋸削制備試樣。后者情況下，按要求檢查試樣表面。6.3 制備盤狀試樣盤狀試樣一般用于沖擊貫穿（impact-penetration）試驗(yàn)。這種情況下，機(jī)械加工面的貫穿不會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果。使用表1給出的條件制備試樣，并確保試樣表面光滑無瑕疵。6.4 任何形狀試樣的鉆孔取樣僅當(dāng)試樣材料足夠柔軟，且目標(biāo)試樣為足夠薄的片材時(shí)，使用本方法制備試樣。使用一個(gè)

13、帶有鋒利刀刃、具有合適形狀和尺寸的鉆孔機(jī)從試板中一次打擊獲得試樣。鉆孔機(jī)的切割邊應(yīng)足夠鋒利，沒有缺口。試板應(yīng)置于一個(gè)具有平滑、稍柔軟的表面（如皮革、橡膠或質(zhì)量較好的紙板）上，表面下層放置有平整、硬質(zhì)材料。本方法的應(yīng)用原則為制得的試樣邊緣和表面符合6.1 的規(guī)定。6.5 銑削或鉆孔制試樣切口使用銑削或鉆孔機(jī)或車床對試樣進(jìn)行切口，優(yōu)選單齒切割機(jī)。使用切割邊為高速鋼、硬質(zhì)鋼或金剛石的工具。僅當(dāng)所有齒的質(zhì)量都一樣時(shí)，才能使用帶多于一個(gè)齒的銑刀。鉆孔獲得的試樣，二次加工時(shí)制得切口（即不能鉆孔得切口）。加工切口時(shí)，不允許使用研磨料。銑削時(shí)，選擇進(jìn)給速度使得削料厚度ds在0.003 mm至0.07 mm（見

14、圖2和3）。厚度ds（mm）按下式給出：ds=Vf2（n2·R）式中：Vf為進(jìn)給速度，單位為mm/min；n為工具旋轉(zhuǎn)速度，單位為r/min；R為銑削機(jī)與刀尖的距離，單位mm。切口的輪廓和半徑要求精密公差，因?yàn)檫@些參數(shù)會(huì)顯著影響切口底部應(yīng)力集中程度。為獲得可重復(fù)的結(jié)果，需仔細(xì)研磨切割邊，確保鋒利，沒有裂紋和毛邊。切割刀具使用前或切割500個(gè)左右切口后，或者用于硬質(zhì)耐磨料的切口后，檢查刀具的鋒利度，應(yīng)沒有裂紋和毛邊，有準(zhǔn)確的尖端半徑和輪廓。如果半徑和輪廓超出規(guī)定范圍，更換刀具。具有x50至x100放大倍率的顯微鏡或投影儀可用于檢查刀具和切口。對于單齒刀具，倘若刀具尖端輪廓與試樣切口輪廓

15、相對應(yīng)或者二者存在確定的關(guān)系，可檢查刀具尖端的輪廓代替對試樣切口輪廓的檢查。事實(shí)證明同一刀具對不同材料進(jìn)行切口，切口的輪廓可能不同。對于透明材料，?？梢岳霉鈴椥孕?yīng)檢查試樣中存在的不需要的變化。例如，加工造成的不想要的加熱或熔融，由于在加工表面附近的區(qū)域存在明顯的有顏色的界面線或面，使得這種變化視覺可見，尤其是對于注塑試樣。注：對帶切口試樣試驗(yàn)表明，即使刀具視覺上符合要求，某些材料（如PMMA、PC）的試樣試驗(yàn)結(jié)果仍逐漸偏低。這些情況下，建議使用參考材料對刀具進(jìn)行檢查。7 測試報(bào)告報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：a） 引用本國際標(biāo)準(zhǔn)；b） 描述測試材料及用來加工試樣的樣品（形狀、制備方法、取向等）；c） 從半成品或成品制備試樣時(shí)的取樣位置和方向；d） 試樣的尺寸；e） 加工方法；f） 加工