Chapter 9 – ELID Grinding with Lapp

Chapter 9 – ELID Grinding with Lapping Kinematics
• Ahmed Bakr Khoshaim*,
• Zonghua Xu†,
• Ioan D. Marinescu‡
Show more
doi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00011-X
Get rights and content
________________________________________
Abstract
The demand for silicon carbide ceramics has increased significantly in the last decade due to its reliable properties. Sometimes, single side grinding is preferable over surface grinding, because it has the ability to produce flat surfaces. However, the manufacturing cost is still high because of the high tool wear and long machining time. Additionally, most of these grinding processes are followed by a lapping process. One of the ways to eliminate the lapping process is to use electrolysis in process dressing technique (ELID). Part of the solution also entails investigating the influence of different variables on the workpiece surface finish and material removal rate. This chapter presents the influence of the wheel #400 on the roughness and material removal rate. In order to do this based on the experimental results, a full factorial experiment was developed on three levels of each variable: the spindle and wheel speed, the applied load and the eccentricity. These four variables have been investigated and a model has been established for the roughness and the material removal rate individually.
Keywords
• silicon carbide;
• SiC;
• fine grinding;
• material removal mechanism;
• electrolytic in process dressing;
• ELID;
• roughness modelling;
• MRR modelling
________________________________________
9.1. Introduction
Grinding is one of the most important abrasive processes. It is used to perform smooth and precise dimensions and surfaces. Usually, the material removal rate from the workpiece is low in grinding operations compared to that in milling or other cutting operations. However, it is considered effective for brittle materials. Finishing operations have a long history. Since the Stone Age, people were rubbing stones to create sharp edges. Also, the Egyptians had an amazing machining process for cutting large rocks, such as in the pyramids. Modern machining started in the nineteenth century [1].
In grinding, a grinding wheel with a number of abrasives adhered to it is used. The abrasives come in small pieces and in irregular shapes. In addition to the ability to resist chemical reaction caused by the lubricating fluid, the bond material should be strong enough to overcome the grinding forces and temperature. Many types of grinding wheels offer different configurations for different grinding operation conditions [2].
Abrasives and Wheel Types
Abrasives can be either conventional or superabrasives. Conventional wheels are cheaper than superabrasives wheels. On the other hand, superabrasives wheels are made with more expensive materials, and therefore, only a small part of the wheel is made by the superabrasives material where the rest can be made with metal. Conventional abrasives can be aluminum oxide (Al2O3) or silicon carbide (SiC). On the contrary, superabrasives can be either cubic boron nitride (CBN) or diamond. These last two are the hardest materials, which give them the ability to machine other hard materials. The hardness can be cited as Knoop hardness. For example, diamond hardness is 6500 kg/cm3, and CBN is 4500 kg/cm3. These levels are high compared to SiC and Al2O3 at 2500 and 1370–2260 kg/cm3, respectively [3]. The abrasives can be either small in size for better surface-finish roughness or large in size for higher material removal rate. The abrasives have the ability to fracture into pieces. This characteristic is called friability, which makes the abrasives self-sharpening. Very high friability and very low friability are undesirable. Very high friability makes the abrasives so soft that they are quite fragile. Low friability prevents the abrasives from breaking and sharpening themselves again, which will lead the abrasives to become dull. These abrasives have been made in the industry due to the amount of impurities in natural materials, which affects the reliability. The abrasives grain sizes are to be considered small compared to machining tools or inserts [4].
The six grinding wheel properties include the type of coating, the kind of dressing, the method and precision of balancing, the type of resin, the abrasives grit size, and the grain formula [5].
Grinding wheels come in a variety of types and sizes. They can be produced in many shapes, including straight, cylinder, straight cup, flaring cup, depressed center, and mounted. Both conventional and superabrasives wheels use different bond types. The two sheared bond types are vitrified and resinoid. A vitrified bond consists of ceramic bond mixed with the abrasives and shaped to the desired grinding wheel shape. Then, it is heated gradually to 1300 °C to allow the ceramic to create strong structure. Finally, it is cooled slowly and tested. Consequentially, in resinoid bonding, organic compounds are used and mixed with the abrasives, compressed, and shaped at a lower temperature of about 175 °C [3].
Metal-bonded grinding wheels have some advantages over the resin- and ceramic-bonded wheels, because metal-bonded wheels have high hardness and possess high heat conduction. Also, metal-bonded wheels have a high bondage capability, which gives the wheel a high holding ability for abrasives [6]. Sometimes, if the operation undergoes vibrations, but at the same time metal bond is needed for its electrical conductivity, a metal-resin-bonded grinding wheel can be used. Usually, this line of grinding wheels has a mixture of metal and resin bonds with a ratio of metal to resin at 7:3 [7]. Other types of bonds, including silicate, rubber, elastic, epoxy, and oxychloride, are also on the market and are manufactured by select manufacturers.
Grinding wheels typically have a standard coding, or marking system, for wheels to show their properties. For instance, we may find this code on a grinding wheel: 30A 46 H 6 V XX. The A in the code indicates that the wheel is made out of aluminum oxide Al2O3 abrasives. Different letters indicate different abrasives (e.g., C = SiC, D = diamond, Z = zirconia). The number 46 is the grain size, which ranges typically from 4 (coarse) to 500 or more (fine). H is the grade, which ranges from A (soft) to Z (hard). The harder the wheel is, the better the finishing and stronger the abrasives holding, hence, the longer the wheel life. On the other hand, the softer the wheel, the faster the cutting ability. The number 6 is the structure or the number of spaces between the bond and the abrasives grains. The structure is on a scale of 1–15, where the grains are dense at 1 and open at 15, V is the bond type (vitrified) (e.g., M = metal, R = rubber, S = silicate, E = elastic, B = resinoid, O = oxychloride, P = epoxy), 30 and xx are the manufacturer’s symbol for abrasives and the manufacturer’s private marking bond type [8].
Material Removal Mechanism
Generally, the materials can be classified into either ductile or brittle materials. Ductile materials are more electrical and thermal-conductive. Also, they usually have a low melting point and high density compared to brittle materials. They also show some differences in the fracture toughness, where it is far higher in ductile compared to brittle material. However, brittle materials usually have higher Young’s modulus and lower surface energy [9]. Also, the crack growth rate is bigger in brittle materials. The crack growth rate usually depends on the crack length, which will be explained later [10]. Brittle materials are also different from ductile materials in their atomic bonding. Atomic bonding in ductile materials normally is metallic. On the other hand, atomic bonding in the brittle materials can be either covalent or ionic, or both. Covalent bond has a higher thermal conductivity and a lower thermal coefficient of expansion than the ionic bond. Brittle materials with both types of bonding have different properties, depending on the ratio of the ionic/covalent bond in the material. For example, Al2O3 has a ratio of 6:4 ionic/covalent bond, where it is about 1:9 in SiC. This difference makes SiC preferable for use in higher-temperature applications, because the elevation of the temperature affects ionic bonding strength significantly [9].
Brittle materials are more challenging to machine than ductile materials, not only due to high hardness, but also due to easy fracture. The fracture most likely occurs in brittle materials in two ways: Either at the edges of the bond of the grains, which is called an intergranular fracture, or through the grains themselves, which also known as a transgranular fracture. Unlike brittle materials, ductile materials fracture mainly through the grains. However, another fracture type is called the chevron pattern. This type happens when the crack is spread over different levels of the material in a circular shape away from the impact. This crack can easily show the crack starting point and can be recognized by bare eyes or by microscopes [11]. Cracks in grinding ceramics can be either pulverization or microcracks. A consequence of one or both types of fracture – intergranular or transgranular – cause the pulverization crack. However, microcracks can be also categorized into scattered and clustered. Highly brittle material usually is not affected by clustered microcracks [12].
During the grinding of a brittle material, the material from the workpiece is mainly removed by two general principles. When a grain on the grinding wheel comes into contact with the workpiece, a chip from the workpiece is formed. This formation can be in either a ductile mode or brittle mode. Ductile mode, which is also known as a quasiplastic cutting mechanism, is preferred over the brittle mode. During the ductile mode, the chip formation result in grooves with no cracks, giving the grooves a smoother surface profil

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทที่ 9 – บดกับซัดสาด Kinematics ELID• Ahmed Bakr Khoshaim * • Zonghua Xu† • Ioan D. Marinescu‡ ดูเพิ่มเติมdoi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00011-Xได้รับสิทธิและเนื้อหา________________________________________บทคัดย่อความต้องการเครื่องเคลือบซิลิคอนได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในทศวรรษเนื่องจากคุณสมบัติที่เชื่อถือได้ บางครั้ง บดด้านเดียวได้กว่ากว่าบดผิว เนื่องจากมีความสามารถในการผลิตพื้นผิวเรียบ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตจะยังคงสูงเนื่องจากสวมใส่เครื่องมือสูง และยาวเครื่องจักรเวลา นอกจากนี้ ส่วนใหญ่ของกระบวนการบดเหล่านี้จะตาม ด้วยกระบวนการซัด หนึ่งในวิธีในการกำจัดการซัดจะใช้ electrolysis ในกระบวนการแต่งกายเทคนิค (ELID) ส่วนหนึ่งของโซลูชันมีการตรวจสอบอิทธิพลของตัวแปรต่าง ๆ เทคโนโลยีผิวและกำจัดวัสดุอัตรา บทนี้แสดงอิทธิพลของล้อ #400 ความหยาบและกำจัดวัสดุอัตรา ทำจากผลการทดลอง ทดลองเต็มแฟกได้รับการพัฒนาในระดับที่สามของแต่ละตัวแปร: ความเร็วสปินเดิลและล้อ โหลดนำไปใช้ และความผิดปกติที่ มีการตรวจสอบตัวแปรเหล่านี้สี่ และแบบจำลองได้ถูกก่อตั้งในความหยาบและอัตราการกำจัดวัสดุแต่ละคำสำคัญ•ซิลิคอนคาร์ไบด์ •ซิลิก้อน •ดีคัฟ •กำจัดวัสดุกลไก • electrolytic ในกระบวนการแต่งตัว • ELIDความหยาบ•สร้างแบบจำลอง •สร้างแบบจำลอง MRR________________________________________9.1 บทนำบดเป็น abrasive กระบวนการสำคัญที่สุดอย่างใดอย่างหนึ่ง ใช้การราบรื่น และแม่นยำมิติและพื้นผิว ปกติ อัตราการกำจัดวัสดุจากการขึ้นรูปชิ้นงานจะต่ำสุดในการดำเนินงานเปรียบเทียบกับสีหรืออื่น ๆ การดำเนินการตัดบด อย่างไรก็ตาม ก็ถือว่ามีประสิทธิภาพวัสดุเปราะ การดำเนินการเสร็จสิ้นมีประวัติยาวนาน ตั้งแต่ยุคหิน คนถูกถูหินเพื่อสร้างขอบคม ยัง อียิปต์มีกระบวนการชิ้นตื่นตาตื่นใจสำหรับตัดหินขนาดใหญ่ เช่นในมิด เครื่องจักรกลสมัยใหม่เริ่มในศตวรรษ [1]ในการบด บดล้อ มีการกัดกร่อนปฏิบัติตามก็ใช้ กัดกร่อนที่มา ในขนาดเล็ก และรูปร่างผิดปกติ นอกจากความสามารถในการต่อต้านปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากน้ำมันหล่อลื่น วัสดุตราสารหนี้ควรแข็งแรงพอที่จะเอาชนะกองกำลังบดและอุณหภูมิ หลายชนิดของล้อมีค่าแตกต่างกันสำหรับเงื่อนไขการดำเนินการที่บดต่าง ๆ [2]กัดกร่อนและชนิดล้อกัดกร่อนอาจเป็นปกติ หรือ superabrasives ล้อธรรมดาจะถูกกว่าล้อ superabrasives บนมืออื่น ๆ superabrasives ล้อที่ทำ ด้วยวัสดุที่มีราคาแพงมาก และดังนั้น มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของล้อทำ ด้วยวัสดุ superabrasives ที่เหลือจะมี สามารถกัดกร่อนทั่วไปอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ดอก superabrasives อาจเป็นลูกบาศก์โบรอน nitride (CBN) หรือเพชร สองวันสุดท้ายเป็นวัสดุที่ยากที่สุด ซึ่งมอบให้เครื่องจักรวัสดุแข็งอื่น ๆ สามารถเรียกค่าว่าความแข็ง Knoop ตัว ความแข็งของเพชรเป็น 6500 kg/cm3 และ CBN เป็น 4500 กิโลกรัม/cm3 ระดับนี้มีสูงเมื่อเทียบกับ SiC และ Al2O3 ที่ 2500 และ 1370 – 2260 kg/cm3 ตามลำดับ [3] การกัดกร่อนสามารถความหยาบพื้นผิวเสร็จดีขนาดเล็ก หรือขนาดใหญ่ในขนาดที่สูงเอาวัตถุดิบอัตรา การกัดกร่อนสามารถร้าวเป็นชิ้นได้ ลักษณะนี้เรียกว่า friability ซึ่งทำให้กัดกร่อนตัวเองเรื่อง Friability สูงมากและต่ำมาก friability ได้ระวัง Friability สูงมากทำให้การกัดกร่อนดังนั้นนุ่มว่า จะค่อนข้างเปราะบาง Friability ต่ำป้องกันการกัดกร่อนทำลาย และเรื่องตัวเองอีกครั้ง ซึ่งจะทำการกัดกร่อนจะกลายเป็นน่าเบื่อ ได้ทำการกัดกร่อนนี้ในอุตสาหกรรมเนื่องจากจำนวนสิ่งสกปรกในวัสดุธรรมชาติ ซึ่งมีผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือ ขนาดข้าวกัดกร่อนจะต้องเป็นขนาดเล็กเมื่อเทียบกับเครื่องจักรเครื่องมือหรือแทรก [4]หกล้อคุณสมบัติบดรวมชนิดของเคลือบ ชนิดของน้ำ วิธีการ และความแม่นยำของสมดุล ชนิดของเรซิน ขนาด grit กัดกร่อน และสูตรข้าว [5]ล้อบดมาในความหลากหลายของชนิดและขนาด พวกเขาสามารถผลิตได้หลายรูปร่าง รวมตรง กระบอก ถ้วยตรง ชุดบานท่อทองคัพ หดหู่ศูนย์ และติดตั้ง ทั้งธรรมดา และล้อ superabrasives ใช้พันธะต่างชนิดกัน ประเภทตัดพันธะสองคือ vitrified และ resinoid พันธบัตร vitrified ประกอบด้วยพันธบัตรเซรามิกผสมกับการกัดกร่อน และรูปต้องรูปร่างล้อบด แล้ว มันเป็นความร้อนค่อย ๆ ถึง 1300 ° C ให้เซรามิกเพื่อสร้างโครงสร้างแข็งแรง ในที่สุด มันจะระบายความร้อนด้วยช้า และทดสอบ Consequentially ในงาน resinoid สารอินทรีย์จะใช้ผสมกับการกัดกร่อน บีบอัด และรูปล่างอุณหภูมิประมาณ 175 ° C [3]ล้อบดโลหะถูกผูกมัดมีข้อได้เปรียบกว่าล้อยาง - และเซรามิกถูกผูกมัด เพราะล้อที่ถูกผูกมัดโลหะมีความแข็งสูง และมีการนำความร้อนสูง ยัง ล้อโลหะถูกผูกมัดมีความสามารถสูงชาย ซึ่งช่วยให้สามารถถือสูงล้อสำหรับกัดกร่อน [6] บางครั้ง การผ่านการสั่นสะเทือน แต่ในเวลาเดียวกัน พันธะโลหะจำเป็นสำหรับการนำไฟฟ้า โลหะเรซิ่นถูกผูกมัดล้อบดสามารถใช้ ปกติ สายงานนี้คัฟล้อมีส่วนผสมของโลหะและยางผูกพันกับอัตราส่วนของโลหะ resin ที่ 7:3 [7] พันธบัตร ซิลิเคท ยาง ยางยืด อีพ็อกซี่ และ oxychloride ชนิดอื่น ๆ ยังมีในตลาด และผลิต โดยผู้ผลิตที่เลือกล้อบดได้มาตรฐานรหัส หรือทำเครื่องหมายระบบ ล้อจะแสดงคุณสมบัติโดยทั่วไป เช่น เราอาจพบรหัสนี้ล้อบด: XX V H 6 46 30A A ในรหัสบ่งชี้ว่า ล้อจะไม่กัดกร่อนอลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3 กัดกร่อนต่าง ๆ บ่งชี้ตัวอักษรแตกต่างกัน (เช่น C = SiC, D =ไดมอนด์ Z = zirconia) หมายเลข 46 เป็นเมล็ดขนาด ซึ่งโดยทั่วไปตั้งแต่ 4 (หยาบ) 500 น้อยไป (ดี) H คือ ระดับ ซึ่งมีตั้งแต่ (อ่อน) กับ Z (ยาก) เป็นล้อที่หนัก ดีกว่าสิ้นสุด และแข็งแรงกัดกร่อนถือ ดังนั้น ชีวิตล้ออีกต่อไป บนมืออื่น ๆ ล้อที่นุ่ม ความสามารถในการตัดที่เร็วขึ้น หมายเลข 6 คือ โครงสร้างหรือจำนวนช่องว่างระหว่างความผูกพันและธัญพืชกัดกร่อน โครงสร้างอยู่ในระดับ 1 – 15 เกรนหนาแน่นที่ 1 และเปิดที่ 15, V คือ ชนิดพันธะ (vitrified) (เช่น M =โลหะ R =ยาง S =ซิลิเคท อียืดหยุ่น B = = resinoid โอ oxychloride, P = =อีพ๊อกซี่), 30 และ xx เป็นสัญลักษณ์ของผู้ผลิตสำหรับการกัดกร่อนและผู้ผลิตของส่วนตัวทำเครื่องหมายประเภทตราสารหนี้ [8]กลไกการกำจัดวัสดุทั่วไป สามารถแบ่งวัสดุเป็นวัสดุ ductile หรือเปราะ มีวัสดุ ductile ไฟฟ้ามาก และเป็นตัว นำความร้อน พวกเขามักจะมีจุดหลอมเหลวต่ำและความหนาแน่นสูงเมื่อเทียบกับวัสดุเปราะ ยังแสดงความแตกต่างในนึ่งทำ ซึ่งมีสูงมากใน ductile เมื่อเทียบกับวัสดุเปราะ อย่างไรก็ตาม วัสดุเปราะจะมีโมดูลัสของยังสูงและพลังงานพื้นผิว [9] ยัง อัตราการเติบโตแตกเป็นวัสดุเปราะใหญ่ อัตราการเติบโตแตกมักจะขึ้นอยู่กับความยาวรอยแตก ซึ่งจะอธิบายในภายหลัง [10] ยังแตกต่างจากวัสดุ ductile ในยึดอะตอมของวัสดุเปราะได้ อะตอมยึดวัสดุ ductile ปกติเป็นโลหะ บนมืออื่น ๆ ยึดอะตอมในวัสดุเปราะสามารถ covalent หรือ ionic หรือทั้งสองอย่างได้ พันธะโคเวเลนต์มีการนำความร้อนสูงและสัมประสิทธิ์ความร้อนต่ำกว่าของขยายตัวกว่าพันธะ วัสดุเปราะยึดทั้งสองชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของพันธะ ionic/covalent ในวัสดุ ตัวอย่าง Al2O3 มีอัตราส่วน 6:4 พันธะ ionic/covalent ซึ่งมีประมาณ 1:9 ใน SiC ความแตกต่างนี้ทำให้ SiC กว่าสำหรับใช้ในการใช้งานอุณหภูมิสูง เนื่องจากความสูงของอุณหภูมิมีผลต่อแรงยึด ionic มาก [9]วัสดุเปราะจะชายเครื่องผลิต ductile ไม่เพียงแต่เนื่อง จากความแข็งสูง แต่ยังเนื่อง จากกระดูกหักง่าย กระดูกหักมักเกิดขึ้นในวัสดุเปราะในสองวิธี: ในขอบของพันธบัตร ของ ธัญพืช ซึ่งเรียกว่าการหัก intergranular หรือธัญพืชตัวเอง ซึ่งเรียกว่า transgranular ร้าว ซึ่งแตกต่างจากวัสดุเปราะ วัสดุ ductile ร้าวส่วนใหญ่ผ่านเกรน อย่างไรก็ตาม กระดูกชนิดอื่นจะเรียกว่ารูปแบบของเชฟรอน ชนิดนี้เกิดขึ้นเมื่อรอยแตกที่ราดวัสดุในรูปวงกลมจากผลกระทบในระดับที่แตกต่าง รอยแตกนี้ได้อย่างง่ายดายสามารถแสดงรอยแตกที่จุดเริ่มต้น และสามารถรับรู้ได้ ด้วยตาเปล่า หรือกล้องจุลทรรศน์ [11] รอยร้าวบดเซรามิกส์ได้ pulverization หรือ microcracks สัจจะของชนิดหนึ่ง หรือทั้งสองของกระดูก – intergranular หรือ transgranular – ทำให้เกิดรอยแตก pulverization อย่างไรก็ตาม microcracks ยังแบ่งออกได้กระจัดกระจาย และจับกลุ่มกัน วัสดุเปราะสูงมักจะไม่มีผลกระทบ โดยคลัสเตอร์ microcracks [12]ส่วนใหญ่เอาออกวัสดุจากการขึ้นรูปชิ้นงานในระหว่างการบดวัสดุเปราะ โดยทั่วไปหลักสอง เมื่อเมล็ดข้าวบนบดล้อมาไปยังฝั่งเทคโนโลยี ชิพจากเทคโนโลยีจะเกิดขึ้น ก่อตัวนี้ได้ในโหมด ductile หรือโหมดเปราะ โหมด ductile ซึ่งเรียกว่าระบบ quasiplastic ตัด ไม่ต้องผ่านโหมดเปราะ ในระหว่างโหมด ductile ผลก่อตัวชิปในร่องกับรอยไม่ ให้ร่อง profil พื้นผิวเรียบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทที่ 9 - ELID บดกับการห่อหุ้มจลนศาสตร์
•อาเหม็ดบาการ์ Khoshaim *
• Zonghua เสี่ยว†,
•อีวอน D. Marinescu ‡
แสดงมากขึ้น
ดอย: 10.1016 / B978-1-4557-7858-4.00011-X
ได้รับสิทธิและเนื้อหา
________________________________________
บทคัดย่อ
ความต้องการ สำหรับซิลิกอนคาร์ไบด์เซรามิกได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในทศวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากคุณสมบัติที่เชื่อถือได้ บางครั้งบดด้านเดียวเป็นที่นิยมมากกว่าบดพื้นผิวเพราะมีความสามารถในการผลิตพื้นผิวเรียบ แต่ต้นทุนการผลิตยังคงสูงเนื่องจากการสึกหรอสูงและใช้เวลานานเครื่องจักรกล นอกจากนี้ส่วนใหญ่ของกระบวนการบดเหล่านี้จะตามด้วยขั้นตอนการขัด หนึ่งในวิธีที่จะกำจัดกระบวนการขัดคือการใช้กระแสไฟฟ้าในเทคนิคการแต่งกายกระบวนการ (ELID) ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหานอกจากนี้ยังส่งผลการตรวจสอบอิทธิพลของตัวแปรที่แตกต่างกันบนพื้นผิวชิ้นงานเสร็จและอัตราการกำจัดวัสดุ ในบทนี้จะนำเสนออิทธิพลของล้อ # 400 ในความหยาบกร้านและอัตราการกำจัดวัสดุ เพื่อที่จะทำเช่นนี้ขึ้นอยู่กับผลการทดลองการทดลองปัจจัยแบบเต็มได้รับการพัฒนาในสามระดับของแต่ละตัวแปร: แกนและความเร็วล้อโหลดที่ใช้และความผิดปกติ ตัวแปรทั้งสี่ได้รับการตรวจสอบและรูปแบบที่ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อความหยาบกร้านและอัตราการกำจัดวัสดุที่เป็นรายบุคคล.
คำ
ซิลิคอนคาร์ไบด์•;
•ดังนี้;
•ปรับบด;
กลไกการกำจัด•วัสดุ
•ไฟฟ้าในการแต่งกายกระบวนการ
• ELID;
•ความหยาบกร้าน การสร้างแบบจำลอง;
•การสร้างแบบจำลอง MRR
________________________________________
9.1 บทนำ
บดเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน มันถูกใช้ในการดำเนินการได้อย่างราบรื่นและขนาดที่แม่นยำและพื้นผิว โดยปกติแล้วอัตราการกำจัดวัสดุจากชิ้นงานที่อยู่ในระดับต่ำในการดำเนินงานบดเมื่อเทียบกับว่าในการตัดกัดหรือดำเนินการอื่น ๆ แต่ก็ถือว่าเป็นเรื่องที่มีประสิทธิภาพสำหรับวัสดุเปราะ การดำเนินการเสร็จสิ้นมีประวัติอันยาวนาน ตั้งแต่ยุคหินคนถูกถูหินเพื่อสร้างขอบคม นอกจากนี้ชาวอียิปต์มีกระบวนการเครื่องจักรที่น่าตื่นตาตื่นใจสำหรับการตัดหินขนาดใหญ่เช่นในปิรามิด เครื่องจักรกลที่ทันสมัยเริ่มต้นในศตวรรษที่สิบเก้า [1].
ในการบด, บดล้อที่มีจำนวนของการกัดกร่อนยึดติดกับมันถูกนำมาใช้ กัดกร่อนมาในชิ้นเล็ก ๆ และในรูปร่างผิดปกติ นอกเหนือจากความสามารถในการต่อต้านการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดจากน้ำหล่อลื่นวัสดุพันธบัตรควรมีความแข็งแรงพอที่จะเอาชนะกองกำลังบดและอุณหภูมิ หลายชนิดบดล้อมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกันสำหรับเงื่อนไขการดำเนินการบดที่แตกต่างกัน [2].
กัดกร่อนและชนิดของล้อ
กัดกร่อนสามารถเป็นได้ทั้งแบบธรรมดาหรือ Superabrasives ล้อธรรมดามีราคาถูกกว่าล้อ Superabrasives ในทางตรงกันข้าม, ล้อ Superabrasives จะทำด้วยวัสดุที่มีราคาแพงกว่าและดังนั้นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของล้อทำด้วยวัสดุ Superabrasives ที่ส่วนที่เหลือสามารถทำด้วยโลหะ ขัดธรรมดาสามารถเป็นอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ซิลิกอนคาร์ไบด์หรือ (SIC) ในทางตรงกันข้าม Superabrasives สามารถเป็นได้ทั้งโบรอนไนไตรด์ลูกบาศก์ (CBN) หรือเพชร สุดท้ายนี้สองเป็นวัสดุที่ยากที่สุดที่จะให้พวกเขาสามารถที่จะเครื่องอื่น ๆ วัสดุแข็ง ความแข็งที่สามารถอ้างว่าเป็นความแข็ง Knoop ตัวอย่างเช่นความแข็งเพชร 6,500 กก. / cm3 และ CBN เป็น 4,500 กิโลกรัม / cm3 เหล่านี้เป็นระดับที่สูงเมื่อเทียบกับ SiC และ Al2O3 ที่ 2,500 และ 1,370-2,260 กก. / cm3 ตามลำดับ [3] กัดกร่อนสามารถเป็นได้ทั้งขนาดเล็กสำหรับพื้นผิวที่ขรุขระจบดีกว่าหรือขนาดใหญ่สำหรับอัตราการกำจัดวัสดุที่สูงขึ้น กัดกร่อนมีความสามารถที่จะแตกหักเป็นชิ้น ลักษณะนี้เรียกว่ากร่อนซึ่งทำให้กัดกร่อนตัวเองเหลา กร่อนที่สูงมากและร่วนต่ำมากที่ไม่พึงประสงค์ กร่อนสูงมากทำให้การกัดกร่อนอ่อนเพื่อว่าพวกเขาค่อนข้างมีความเปราะบาง กร่อนต่ำช่วยป้องกันการกัดกร่อนจากการทำลายและความคมชัดของตัวเองอีกครั้งซึ่งจะนำไปสู่การกัดกร่อนที่จะกลายเป็นหมองคล้ำ ขัดเหล่านี้ได้รับการทำในอุตสาหกรรมเนื่องจากปริมาณของสิ่งสกปรกในวัสดุธรรมชาติซึ่งส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือ ขนาดเม็ดมีการกัดกร่อนได้รับการพิจารณาขนาดเล็กเมื่อเทียบกับเครื่องมือเครื่องจักรกลหรือแทรก [4].
หกล้อบดคุณสมบัติรวมถึงประเภทของสารเคลือบผิวชนิดของการแต่งกายวิธีการและความแม่นยำของสมดุลประเภทของเรซิน, กรวดขัด ขนาดและสูตรข้าว [5].
ล้อบดมาในหลากหลายประเภทและขนาด พวกเขาสามารถผลิตได้ในหลายรูปร่างรวมทั้งตรงกระบอกตรงถ้วยถ้วยวูบวาบ, ศูนย์ซึมเศร้าและติดตั้ง ทั้งสองล้อธรรมดาและ Superabrasives ใช้ชนิดที่แตกต่างกันพันธบัตร สองประเภทพันธบัตร Sheared จะ vitrified และ Resinoid พันธบัตร vitrified ประกอบด้วยพันธบัตรเซรามิกผสมกับการกัดกร่อนและรูปบดล้อรูปทรงที่ต้องการ จากนั้นก็จะมีความร้อนค่อยๆ 1,300 องศาเซลเซียสเพื่อให้การเซรามิกในการสร้างโครงสร้างที่แข็งแกร่ง ในที่สุดก็มีการระบายความร้อนช้าและทดสอบ ส่งผลในการเชื่อม Resinoid สารประกอบอินทรีย์ที่มีการใช้และผสมกับการกัดกร่อนบีบอัดและรูปที่อุณหภูมิต่ำประมาณ 175 ° C [3].
บดล้อโลหะถูกผูกมัดมีข้อได้เปรียบบางกว่า resin- เซรามิกและล้อถูกผูกมัด เพราะล้อโลหะถูกผูกมัดมีความแข็งสูงและมีการนำความร้อนสูง นอกจากนี้ล้อโลหะถูกผูกมัดมีความสามารถในการเป็นทาสสูงซึ่งจะช่วยให้ล้อความสามารถในการถือครองสูงสำหรับการกัดกร่อน [6] บางครั้งถ้าการดำเนินการผ่านการสั่นสะเทือน แต่ในเวลาเดียวกันพันธบัตรโลหะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการนำไฟฟ้าของโลหะเรซินถูกผูกมัดล้อบดสามารถนำมาใช้ โดยปกติแล้วสายการบดล้อนี้มีส่วนผสมของพันธบัตรโลหะและยางที่มีอัตราส่วนของโลหะเพื่อเรซินที่ 7: 3 [7] ประเภทอื่น ๆ ของพันธบัตรรวมทั้งซิลิเกตยางยืดหยุ่นอีพ็อกซี่และ oxychloride นอกจากนี้ยังมีในตลาดและเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยผู้ผลิตเลือก.
ล้อบดมักจะมีการเข้ารหัสมาตรฐานหรือระบบการทำเครื่องหมายสำหรับล้อที่จะแสดงคุณสมบัติของพวกเขา ตัวอย่างเช่นเราอาจจะพบว่ารหัสนี้ในล้อบด: 30A 46 H 6 V XX ในรหัสบ่งชี้ว่าล้อทำจากอลูมิเนียมออกไซด์ขัด Al2O3 ตัวอักษรที่แตกต่างกันบ่งบอกถึงการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน (เช่น C = SiC, D = เพชร Z = เซอร์โคเนีย) หมายเลข 46 คือขนาดของเมล็ดข้าวซึ่งมักจะมาจากช่วง 4 (หยาบ) ถึง 500 หรือมากกว่า (ดี) H เป็นเกรดซึ่งมีตั้งแต่ (นิ่ม) ถึง Z (ยาก) ยากล้อเป็นที่ดีกว่าการตกแต่งและแข็งแรงขัดถือดังนั้นอีกชีวิตล้อ ในทางตรงกันข้าม, นุ่มล้อได้รวดเร็วยิ่งขึ้นความสามารถในการตัด หมายเลข 6 เป็นโครงสร้างหรือจำนวนของช่องว่างระหว่างตราสารหนี้และธัญพืชขัด โครงสร้างองค์กรที่มีโย 1-15 ซึ่งธัญพืชมีความหนาแน่นที่ 1 และเปิดที่ 15, V คือประเภทพันธบัตร (แก้ว) (เช่น M = โลหะ R = ยาง, S = ซิลิเกต, E = ยืดหยุ่น B = Resinoid โอ = oxychloride, P = อีพ็อกซี่), 30 และ XX เป็นสัญลักษณ์ของผู้ผลิตสำหรับการกัดกร่อนและเครื่องหมายส่วนตัวของผู้ผลิตประเภทตราสารหนี้ [8].
กำจัดกลไกวัสดุ
โดยทั่วไปวัสดุที่สามารถแบ่งได้เป็นทั้งเหนียวหรือวัสดุที่เปราะ วัสดุเหนียวมีไฟฟ้าและความร้อนนำไฟฟ้า นอกจากนี้พวกเขามักจะมีจุดหลอมเหลวต่ำและความหนาแน่นสูงเมื่อเทียบกับวัสดุเปราะ พวกเขายังแสดงให้เห็นความแตกต่างบางอย่างในการแตกหักที่มันอยู่ไกลที่สูงขึ้นในเหนียวเมื่อเทียบกับวัสดุที่เปราะ แต่วัสดุที่เปราะมักจะมีโมดูลัสสูงของเด็กหนุ่มและพลังงานที่ต่ำกว่าพื้นผิว [9] นอกจากนี้อัตราการเจริญเติบโตแตกมีขนาดใหญ่ในวัสดุเปราะ อัตราการเจริญเติบโตแตกมักจะขึ้นอยู่กับความยาวแตกซึ่งจะอธิบายในภายหลัง [10] วัสดุเปราะนอกจากนี้ยังมีความแตกต่างจากวัสดุที่เหนียวในพันธะอะตอมของพวกเขา พันธะอะตอมในวัสดุเหนียวปกติเป็นโลหะ ในทางกลับกันพันธะอะตอมในวัสดุเปราะสามารถเป็นได้ทั้งโควาเลนต์หรือไอออนิกหรือทั้งสองอย่าง โควาเลนต์พันธบัตรมีการนำความร้อนที่สูงขึ้นและความร้อนที่ต่ำกว่าค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวกว่าพันธบัตรไอออนิก วัสดุเปราะกับทั้งสองประเภทของพันธะที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของอิออน / พันธะโควาเลนในวัสดุ ตัวอย่างเช่น Al2O3 มีอัตราส่วน 6: 4 ไอออนิก / พันธะโควาเลนที่มันเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 1: 9 ในดังนี้ ความแตกต่างนี้จะทำให้ SiC ที่นิยมสำหรับใช้ในงานที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากความสูงของอุณหภูมิมีผลต่อความแข็งแรงพันธะไอออนิกอย่างมีนัยสำคัญ [9].
วัสดุเปราะมีความท้าทายมากขึ้นในเครื่องกว่าวัสดุเหนียวไม่เพียง แต่เนื่องจากความแข็งสูง แต่ยังเกิดจากการ แตกหักง่าย ส่วนใหญ่มีแนวโน้มการแตกหักเกิดขึ้นในวัสดุเปราะในสองวิธีทั้งที่ขอบของพันธบัตรของเมล็ดซึ่งเรียกว่าการแตกหักขอบเกรนหรือธัญพืชผ่านตัวเองซึ่งยังเป็นที่รู้จักแตกหัก transgranular ซึ่งแตกต่างจากวัสดุที่เปราะแตกหักวัสดุเหนียวส่วนใหญ่ผ่านธัญพืช แต่ประเภทแตกหักอื่นเรียกว่ารูปแบบตัววี ประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อแตกกระจายไปในระดับที่แตกต่างกันของวัสดุในรูปทรงกลมออกไปจากผลกระทบ รอยแตกนี้สามารถแสดงให้เห็นจุดเริ่มต้นที่แตกและสามารถรับรู้ได้ด้วยตาเปล่าหรือกล้องจุลทรรศน์ [11] รอยแตกในบดเซรามิกสามารถเป็นได้ทั้งบดหรือ microcracks เป็นผลมาจากหนึ่งหรือทั้งสองประเภทของการแตกหัก - ขอบเกรนหรือ transgranular - ทำให้เกิดการแตกบด อย่างไรก็ตาม microcracks สามารถแบ่งออกเป็นกระจัดกระจายและคลัสเตอร์ วัสดุเปราะสูงมักจะไม่ได้รับผลกระทบโดย microcracks คลัสเตอร์ [12].
ในช่วงบดจากวัสดุเปราะวัสดุจากชิ้นงานจะถูกลบออกโดยส่วนใหญ่สองหลักการทั่วไป เมื่อข้าวในล้อบดเข้ามาติดต่อกับชิ้นงานชิปจากชิ้นงานที่จะเกิดขึ้น การก่อตัวนี้สามารถเป็นได้ทั้งในโหมดการดัดหรือโหมดเปราะ โหมดเหนียวซึ่งเป็นที่รู้จักกันเป็นกลไกการตัด quasiplastic, เป็นที่ต้องการมากกว่าโหมดเปราะ ในระหว่างโหมดดัดส่งผลให้เกิดการก่อตัวชิปในร่องกับรอยแตกไม่ให้ร่องโปรไฟล์ผิวหน้าที่เรียบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทที่ 9 – elid บดกับเสียงของเมดอีก
- khoshaim *
-
- zonghua Xu ภีษมะไอออน , D . marinescu ‡

ดอย : แสดงเพิ่มเติม 10.1016 / b978-1-4557-7858-4.00011-x
ได้รับสิทธิและเนื้อหา


________________________________________ บทคัดย่อของซิลิคอนคาร์ไบด์เซรามิกได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจาก ความ น่าเชื่อถือ คุณสมบัติ . บางครั้งด้านเดียวคัฟเป็นที่นิยมมากกว่าคัฟ เพราะมันมีความสามารถในการสร้างพื้นผิวเรียบ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตยังคงสูงเนื่องจากเครื่องมือและเครื่องจักรสูงสวมใส่เวลายาว นอกจากนี้ส่วนใหญ่เหล่านี้จะตามด้วยการขัดบดกระบวนการกระบวนการวิธีหนึ่งที่จะขจัดกระบวนการขัดคือการใช้กระแสไฟฟ้าในกระบวนการตกแต่งเทคนิค ( elid ) เป็นส่วนหนึ่งของโซลูชั่นยังใช้ศึกษาอิทธิพลของตัวแปรต่าง ๆ บนชิ้นงาน และอัตราการกำจัดพื้นผิววัสดุ บทนี้กล่าวถึงอิทธิพลของล้อ# 400 บนผิวและอัตราการกำจัดวัสดุเพื่อที่จะทำเช่นนี้บนพื้นฐานของผลการศึกษา ทดลองแบบเต็มรูปแบบได้ถูกพัฒนาขึ้นในระดับที่สามของแต่ละตัวแปร : แกนล้อและความเร็วที่ใช้ โหลด และ เล็ก ๆ น้อย ๆ เหล่านี้สี่ตัวแปรได้รับการสอบสวนและรูปแบบที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อความขรุขระ และวัสดุที่อัตราการบำบัดรายบุคคล คำหลัก
-

- ซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC ; ;
-
ดีคัฟ- วัสดุกำจัดกลไก ;
- electrolytic ในน้ำสลัดกระบวนการ ;
-
- elid ; ความหยาบแบบ ;
-

เป็นแบบ ________________________________________ 9.1 .
คัฟแนะนำเป็นหนึ่งในที่สำคัญที่สุดในกระบวนการขัด . มันถูกใช้เพื่อแสดงมิติเรียบและแม่นยำ และพื้นผิว โดยปกติอัตราการกำจัดวัสดุจากชิ้นงานต่ำในการเปรียบเทียบกับที่บดในการบดหรือตัดงาน อย่างไรก็ตาม ถือว่ามีประสิทธิภาพวัสดุเปราะ จบงานมีประวัติศาสตร์ที่ยาวนาน ตั้งแต่ยุคหิน , คนถูหินเพื่อสร้างขอบคม . นอกจากนี้ ชาวอียิปต์มีกระบวนการกลึงที่น่าตื่นตาตื่นใจสำหรับตัดหินขนาดใหญ่เช่น ในปิรามิด เครื่องจักรกลสมัยใหม่เริ่มต้นในศตวรรษที่สิบเก้า [ 1 ] .
ในบด , บดล้อ ด้วยหมายเลขของ Abrasives ปฏิบัติตามจะได้ใช้ ขัดมาเป็นชิ้นเล็ก ๆและในรูปทรงผิดปกติ นอกจากความสามารถในการต้านทานการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดจากน้ำมันหล่อลื่นของไหลวัสดุพันธบัตรควรแข็งแรงพอที่จะเอาชนะบดแรงและอุณหภูมิ หลายประเภทของบดล้อให้แตกต่างกันค่าที่แตกต่างกันสำหรับบดและสภาวะ [ 2 ] .

ขัดล้อขัดชนิดและสามารถเป็นได้ทั้งปกติหรือ superabrasives . ล้อธรรมดาจะถูกกว่า superabrasives ล้อ บนมืออื่น ๆ