We always tend to reduce the grinding forces. High grinding forces explain some difficulties in grinding and that the abrasive grains have a hard time cutting though the workpiece. According to the article “Study on the ELID Grinding Forces of Ceramics and Steels,” even though ceramics have higher strength than steels, grinding forces in steels may have higher values than ceramics due to the strength of the steel in the initial chip formation, in addition to the high friction forces of the steel ships. Therefore, with the same grinding conditions, grinding force values vary depending on the grinding depth of cut, the longitudinal feed speed, and the traverse feed speeds [43].
ELID grinding was also investigated for biomaterials. Biomaterials that need specific flatness and smoothness are usually manufactured by polishing. However, due to some disadvantages of the polishing process, such as intrusion of an abrasive on a work surface, ELID technology has been tested for biomaterials. Mizutani, Komotori, and Nagata proved that ELID grinding can produce the same surface finish as polishing for some materials. Nonetheless, the results in their current experiment showed a significant difference in the maximum roughness even though the average roughness has no significant effect. Also, ELID grinding provides the best surface corrosion resistance at the passive stage due to the thick oxide layer[44].
ELID Equipment Requirements
What is needed for the process is any ordinary grinding machine with an electrical conductive wheel, a metal-bonded wheel. The only difference is the additional requirement of a power source to generate the required DC electric charge, in addition to a high PH electrolytic coolant. The connection of the system starts with connecting the wheel with the positive pole of the DC current anode with a smooth brush. The negative pole cathode, which is fixed, will be connected to an electrode made out of stainless steel or copper. This electrode will cover about one-sixth of the active area of the grinding wheel with a width about 2 mm wider than the wheel. The gap between the wheel and the electrode is adjustable and is typically 0.1–0.3 mm. The advantage of ELID is that it will continuously maintain the abrasive grains freshness, which will give a constant low roughness. The idea is to replace the worn abrasives and oxide layer continuously by balancing the voltage, current, and the gap. The ELID technology shares the same idea with electrochemical grinding (ECG), but the difference is that the function of ECG is to take away the substances from the workpiece [23]. ELID grinding can be equipped with a computer numerically controlled (CNC) machine. It has already been tested for a five-axis high precision CNC machine for ELID grinding with acceptable results [45].
The Mechanism of ELID Grinding
The mechanism is simple in explanation but complex in operation. When an electrical current passes through the electrode to the wheel with the present of a high PH coolant, this coolant will act as electrolyte. Electrolysis will occur and allow positive ions, also known as cations, to transfer from the grinding wheel to the electrode, mostly as Fe+2. Positive ions mean that they have missing electrons and are willing to receive these electrons when they come in contact with negative ions [60]. This contact will remove the metal bond of the wheel, which will protrude the abrasives. The continuation of the DC electrical pulse will form an oxide layer of Fe2O3 to coat the metal grinding wheel. It has a similar phenomenon to the electroplating process where the ions will transfer to the opposite side of the current flow. This layer of Fe2O3 is an electrical insulator, which will increase the electrical resistance of the wheel. With the accumulation of this layer, the current will decrease as the resistance increases. The whole system will reach equilibrium with an almost constant volt and current. The predressing process usually takes about 30–90 min. At this point, the grinding process starts. During the grinding process, the oxide layer will start to wear out along with some abrasives, which will reduce the electrical resistance. As a result, the current will increase, removing a new metal bond from the wheel and forming a new oxide layer, which will move the system to equilibrium. Figure 9.6illustrates this mechanism [23].
Electrical and Chemical Aspects of ELID Grinding
The power of the electricity is divided into voltage and current. The power is constant during the operation while the current and voltage change alternatively. When the operation starts, the metal-bond grinding wheel has good electrical conductivity. The current is at its highest level, and the voltage is low between the grinding wheel and the electrode. After few minutes, the cast iron is removed by electrolysis and transforms iron ions mostly Fe2+. This transformation will hydroxide the ions to form Fe(OH)2 or Fe(OH)3. The reactants are based on the following chemical equations:
equation(9.41)
Turn MathJaxon
The reactants will oxidize and form (Fe2O3) on the wheel, which will reduce the electrical conductivity of the wheel. The current will be reduced from flowing by the increase of the resistance made by the accumulation of the oxide layer to an equilibrium point [23].
During the operation, the oxide layer starts to wear out along with the abrasive grains. This wear reduces the thickness of the oxide layer. The reduction will decrease the electrical resistance and increase the electrical conductivity. Thus, it allows the current to increase again and the electrolysis to make a new fresh layer. For ELID grinding, the described electrical behavior is nonlinear due to the formation of this insulating oxide layer. During the production of the second layer, more protrusion of active abrasive grains is used. Different types of grinding operation require different oxide layer thickness. For instance, if a fine surface is desired or for efficient ELID grinding, a thin layer is required so the grains can protrude out, which will help to increase the material removal rate. On the other hand, for finishing grinding operations that requires mirror finish, a thick layer is needed so the depth of cut can be limited. The variations of the oxide layer thicknesses can be controlled by the applied output current of the DC power source and with controlling the gap. For instance, increasing the current duty ratio gives thicker oxide layers. The current duty ratio is the on time to the total cycle time [35].
เรามักจะมีแนวโน้มที่จะลดการบังคับ . สูงบดังอธิบายปัญหาบางอย่างในการบดและธัญพืชขัดมีเวลายากตัดแม้ว่าชิ้นงาน ตามบทความ " การศึกษา elid คัฟ กองกำลังของเซรามิกและเหล็ก " แม้เซรามิกมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กบดกองกำลังในเหล็กอาจจะมีค่าสูงกว่าเซรามิก เนื่องจากความแข็งแรงของเหล็กในการสร้างชิปครั้งแรก นอกเหนือไปจากการเสียดสีของเหล็กสูงบังคับเรือ ดังนั้น ด้วยเงื่อนไขเดียวกัน บด บด บด บังคับค่าแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความลึกของการตัดความเร็วฟีดตามยาว และความเร็วที่ป้อนเข้าไป
[ 43 ]elid คัฟยังสอบชีวะ . วัสดุชีวภาพที่ต้องการความเรียบเนียนที่เฉพาะเจาะจง และมักผลิตโดยขัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากบางข้อเสียของกระบวนการขัด เช่น การบุกรุกของ abrasive บนพื้นผิวการทำงาน , เทคโนโลยี elid ได้รับการทดสอบโดย . มิซึทานิ komotori , ,และ นากาตะ พิสูจน์แล้วว่า elid บดสามารถผลิตพื้นผิวแบบขัดวัสดุบางอย่าง กระนั้น ผลลัพธ์ในการทดลองในปัจจุบัน พบว่ามีความแตกต่างกันในความหยาบผิวเฉลี่ยสูงสุด แม้จะไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ elid คัฟมีความต้านทานการกัดกร่อนพื้นผิวที่ดีที่สุดที่เรื่อยๆขั้นตอนเนื่องจากชั้นออกไซด์หนา [ 44 ]elid
ต้องการอุปกรณ์อะไรที่จำเป็นสำหรับกระบวนการธรรมดาๆเครื่องบดกับล้อโลหะผูกมัดการไฟฟ้า , ล้อ ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือ ความต้องการที่เพิ่มขึ้นของแหล่งพลังงานเพื่อสร้างความต้องการไฟฟ้า DC ชาร์จ นอกจากมี pH สูงแผ่นทำความเย็นการเชื่อมต่อของระบบเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อล้อกับขั้วบวกของ DC ปัจจุบันขั้วบวกกับแปรงให้เรียบ แคโทดขั้ว ลบ ซึ่งเป็นการถาวร จะเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าที่ทำจากเหล็กหรือทองแดง ขั้วนี้จะครอบคลุมประมาณหนึ่งในหกของพื้นที่ใช้งานของล้อบดกับความกว้างประมาณ 2 มม. กว้างกว่าล้อช่องว่างระหว่างล้อและขั้วไฟฟ้าสามารถปรับได้ และโดยทั่วไป 0.1 - 0.3 มม. ประโยชน์ของ elid มันอย่างต่อเนื่องจะรักษาความสดขัดสีธัญพืช ซึ่งจะช่วยให้คงที่ต่ำหยาบ ความคิดที่จะแทนที่สวมใส่ Abrasives และชั้นออกไซด์อย่างต่อเนื่องโดยความสมดุลของแรงดัน , กระแส , และช่องว่างเทคโนโลยี elid หุ้นความคิดเดียวกันกับทางเคมีไฟฟ้าคัฟ ( ECG ) แต่ที่ต่างกันก็คือ การทำงานของระบบคือการเอาสารจากชิ้นงาน [ 23 ] elid บดสามารถติดตั้งกับคอมพิวเตอร์ควบคุมเชิงตัวเลข ( CNC ) เครื่อง มันได้ถูกทดสอบมีความแม่นยำสูง CNC ห้าแกนเครื่องบดกับ elid ยอมรับผล [ 45 ] .
กลไกของ elid คัฟ
กลไกง่าย ๆในการอธิบาย แต่ที่ซับซ้อนในการดำเนินงาน เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านขั้วไฟฟ้าเพื่อล้อกับปัจจุบันของระบบระบายความร้อนที่ pH สูง เย็นนี้จะเป็นอิเล็กโทรไลต์ กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นและให้ประจุบวก เรียกว่า ไอออน การถ่ายโอนจากล้อบดกับขั้วไฟฟ้า ส่วนใหญ่เป็นเหล็ก 2ประจุบวก หมายความว่า พวกเขามีอิเล็กตรอนขาดหายไป และเต็มใจที่จะรับอิเล็กตรอนเหล่านี้เมื่อพวกเขาเข้ามาติดต่อกับไอออนลบ [ 60 ] ติดต่อนี้จะเอาโลหะพันธบัตรของล้อ ซึ่งจะยื่นออกมาขัด . ความต่อเนื่องของ DC พัลส์ไฟฟ้าจะสร้างชั้นของออกไซด์ Fe2O3 เพื่อเคลือบโลหะบดล้อมีปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกับกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าที่ประจุจะย้ายไปฝั่งตรงข้ามของการไหลของกระแส ชั้นของ Fe2O3 เป็นฉนวนไฟฟ้า ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานทางไฟฟ้าของล้อ มีการสะสมของชั้นนี้ กระแสจะลดลงความต้านทานเพิ่มขึ้นทั้งระบบจะเข้าสู่สมดุลกับโวลต์เกือบคงที่ และปัจจุบัน การ predressing กระบวนการมักจะใช้เวลาประมาณ 30 - 90 นาที ณจุดนี้ บดกระบวนการเริ่มต้น ในระหว่างกระบวนการบด , ออกไซด์ชั้นจะเริ่มที่จะสวมใส่ออก พร้อมกับเชี่ยว ซึ่งจะลดความต้านทานทางไฟฟ้า ทั้งนี้ ปัจจุบันจะเพิ่มขึ้นเอาพันธบัตรโลหะใหม่จากล้อและสร้างชั้นออกไซด์ใหม่ ซึ่งจะย้ายระบบให้สมดุล รูปนี้ 9.6illustrates กลไก [ 23 ] .
ด้านไฟฟ้าและเคมีของ elid คัฟ
พลังไฟฟ้าจะแบ่งแรงดัน และกระแส ไฟฟ้าแบบคงที่ในการดำเนินงานในขณะที่กระแสและแรงดันเปลี่ยนแปลงหรือ . เมื่อเริ่มผ่าตัดโลหะพันธบัตรคัฟล้อ มีการนำไฟฟ้าที่ดี ปัจจุบันอยู่ที่ระดับสูงสุดของ และแรงดันไฟฟ้าต่ำระหว่างล้อบดและขั้วไฟฟ้า หลังจากไม่กี่นาที , เหล็กหล่อและเหล็กจะถูกลบออกโดยการเปลี่ยนไอออนส่วนใหญ่ fe2 . การเปลี่ยนแปลงนี้จะไฮดรอกไซด์ไอออน ( OH ) 2 แบบเหล็กหรือเหล็ก ( OH ) 3 .การตั้งต้นจะขึ้นอยู่กับตามสมการทางเคมี :
สมการ ( 9.41 )
เปิด mathjaxon ตั้งต้นจะออกซิไดซ์และรูปแบบ ( Fe2O3 ) บนล้อ ซึ่งจะลดการนำไฟฟ้าของล้อ กระแสจะลดลงจากการไหลโดยการเพิ่มขึ้นของความต้านทานที่เกิดจากการสะสมของชั้นออกไซด์มีจุดสมดุล [ 23 ] .
ในระหว่างผ่าตัดออกไซด์ชั้นเริ่มที่จะสวมใส่ออก พร้อมกับธัญพืชขัดสี ใส่ชุดนี้จะช่วยลดความหนาของออกไซด์ของเลเยอร์ การลดจะลดความต้านทานทางไฟฟ้า และเพิ่มค่าการนำไฟฟ้า ดังนั้นจึงช่วยให้ปัจจุบันเพิ่มขึ้นอีก และการสร้างเลเยอร์ใหม่สด สำหรับ elid คัฟอธิบายพฤติกรรมไม่เชิงเส้นไฟฟ้าเนื่องจากการก่อตัวของชั้นฉนวนออกไซด์ ในระหว่างการผลิตของชั้นที่สอง , ยื่นเพิ่มเติมของงานขัดสีธัญพืชที่ใช้ ประเภทที่แตกต่างกันของการบดการดำเนินงานต้องแตกต่างกันความหนาของชั้นออกไซด์ . ตัวอย่าง ถ้าผิวดีเป็นที่ต้องการหรือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพใน elid คัฟเป็นชั้นบาง ๆ เป็นสิ่งจำเป็น ดังนั้นธัญพืชสามารถยื่นออกมา ซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการกำจัดวัสดุ . บนมืออื่น ๆที่ต้องเสร็จสิ้นการสิ้นสุดเจียรกระจกหนาจำเป็นเพื่อความลึกของการตัดสามารถจำกัดการเปลี่ยนแปลงของออกไซด์ชั้นความหนาสามารถควบคุมได้โดยการใช้กระแสของแหล่งจ่ายไฟ DC และควบคุมช่องว่าง ตัวอย่างเช่นการเพิ่มอัตราภาษีในปัจจุบันให้หนา ไซด์ชั้น อัตราส่วนหน้าที่ปัจจุบันคือเวลารวมเวลา
[ 35 ]
การแปล กรุณารอสักครู่..
