equation(9.42)
Turn MathJaxon
Where Rc is the current duty ratio. Figure 9.7 illustrates the on/off time of the current cycle.
Figure 9.7.
Current duty ratio [35].
Figure options
The oxide insulation layer has special characteristics, making the normal and tangential force increase and decrease periodically. When the normal force starts to decrease after it reaches the peak point, an immediate increase of the tangential force occurs because of the breakage of the oxide layer. The normal force starts to increase again with a new cycle of creating the oxide layer. This process repeats but the tendency of the normal and tangential forces is increased [46]. With this feature, fine and ultrafine finishing can be performed using the same wheel with the adjustment of the ELID power source and layer thickness[23]. In other words, increasing the current duty ratio gives a shorter time to reach a desired oxide layer thickness and a faster reduced working current. This process absolutely can be more economical. Conversely, neither overincreasing nor overdecreasing the current duty ratio will give better wheel surface conditions. The best wheel surface conditions can be observed using an intermediate range of the current duty ratio. At the same time, this intermediate range of current duty ratio offers better grinding performance with a smaller value of specific grinding energy and percentage of wear flat [47]. A careful choice of the current duty ratio is needed because of its relationship with the wheel wear. Increasing the current duty ratio will decrease the G-ratio, which means that the wheel will have higher wheel wear and less life. Forming an oxide layer while using a high current duty ratio will create a soft oxide layer that will be removed more easily while grinding and more abrasives will be pulled out. Therefore, using a low current duty ratio would form a harder oxide layer with higher bondage capability, and thus, longer wheel life [35].
ELID technology has been addressed in many publications showing that it has a positive resultant workpiece when grinding brittle materials such as glass or ceramics. With ELID, the need for polishing or lapping as a final step in many applications can be eliminated because the results satisfy the roughness requirement. ELID is better when it is used on small grit grinding wheels such as #4000 or finer. It has also been reported that the material removal rate has increased with ELID 32 times, and the grinding forces decreased with surface stresses about 150–400 MPa. In previous experiments, traverse feed mode gave better results in terms of surface roughness than plunge feed mode [28]. Farther more, in the article “Ultra-Precision Grinding of Hard Steels,” an experiment used conventional grinding and ELID grinding. The comparison showed that using ELID can overwhelm the pullout of the CBN grains. In addition, the surface finish for conventional and ELID grinding were almost the same at the feed rate of 5 mm/min. However, increasing the feed rate led to significantly increased roughness for the conventional grinding whereas the increase was negligible using ELID [48].
ELID Predressing Time
During the process of ELID grinding, the material is removed from the wheel by an electrochemical reaction. Because the small nonconductive diamond grains are embedded in a conductive metal bond, the removal of this metal by electrolysis most likely will be deviating. This reason makes it difficult to predict the predressing time of the ELID grinding. However, a prediction can be based on Hong and James’s model for electrochemical laws. This model finds the current density distribution around the diamond particles, which allows calculation of the material removal rate of the metal bond. The equations used for the calculations are[49]:
Faraday’s law for the metal removal:
equation(9.43)
Turn MathJaxon
Where dma/dt is the anode metal removal rate per unit area, wa is the atomic weight, ζa is the valence of the metal ions, Fr is Faraday’s constant, and Jn is the current density normal to the anode surface.
Ohm’s law for ion transport [49]:
equation(9.44)
J=−eσ∇ϕ
Turn MathJaxon
Where J is the current density vector, σe is the conductivity of the electrolyte, and ϕ is electrical potential.
Steady-state current field law [49]:
equation(9.45)
∇J=0
Turn MathJaxon
These equations need some assumptions before they can be valid. For Faraday’s law, the assumption is that the rate is proportional to the current density. For Ohm’s law, the electrolyte has a uniform conductivity. The conductivities of both the anode and cathode are large so they are in an electric equilibrium, in addition to the assumption that the system is in steady state.
Researchers developed a formula for calculating the average current per unit metal area [49]:
equation(9.46)
Turn MathJaxon
This formula is for fixed gap and voltage. Now, by substituting the equation in Faraday’s law, we get [49]:
equation(9.47)
Turn MathJaxon
By taking dt to the other side, an integrate per predressing time is calculated:
equation(9.48)
Turn MathJaxon
This calculation then leads to the equation of the mass of the metallic layer removed:
equation(9.49)
Turn MathJaxon
Solving the equation for the time [49]:
equation(9.50)
Turn MathJaxon
Where A is the radius of diamond grains, Hgap is the gap, V is the voltage, and B is the distance in between two diamond grains over 2.
Equation (9.49) gives an understanding that increasing the voltage should reduce the predressing time. On the other hand, an increase in the gap should increase the predressing time. At the University of Toledo labs, some fixed values such as Wa = 55.845 g, and ζa = 2 have been established.
Although ELID grinding gives efficient results compared to conventional grinding, it is still a complicated process that needs to be adjusted for additional cycles of machining for optimum results, as incorrect parameters increase the tool wear and give an undesirable workpiece surface finish properties. These additional cycles can be reduced by the help of a feedback control system, which will increase the efficiency, and hence reduce the overall operating cost. Even though the elimination of the adjustment cycles is difficult, a feedback-based control system reduces the number of adjustments significantly. Basically, it has a computer-controlled system in which the operator can input the parameters such as the wheel parameters and the output workpiece finishing quality. The computer, with the help of the database, will start the system to the nearest optimum point where it can be adjusted to the optimum operation conditions after the operation started [50].
สมการ ( 9.42 )
เปิด mathjaxon
ที่ RC เป็นปัจจุบันหน้าที่อัตราส่วน รูปที่ 5 แสดงการเปิด / ปิดเวลาของรอบปัจจุบัน
รูปที่ 9.7 .
อัตราส่วน [ หน้าที่ปัจจุบัน 35 ] .
ตัวเลือกรูปชั้นฉนวนออกไซด์มีลักษณะพิเศษทำให้ปกติและแรงสัมผัสเพิ่มขึ้นและลดลงเป็นระยะ ๆ เมื่อแรงปกติจะเริ่มลดลง หลังจากถึงจุดยอดเพิ่มทันทีของแรงสัมผัสเกิดขึ้นเพราะการแตกของออกไซด์ของเลเยอร์ แรงปกติจะสูงขึ้นอีกครั้งกับรอบใหม่ของการสร้างออกไซด์ชั้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำๆ แต่แนวโน้มของพลังปกติและสัมผัสเพิ่มขึ้น [ 46 ] ด้วยคุณสมบัตินี้ดีและสดสิ้นสุดสามารถดำเนินการโดยใช้ล้อเดียวกันกับการปรับตัวของ elid แหล่งพลังงานและความหนาชั้น 23 ] ในคำอื่น ๆ , การเพิ่มอัตราภาษีในปัจจุบันให้เวลาสั้นไปต้องการความหนาของชั้นออกไซด์และเร็วขึ้นลดการทำงานในปัจจุบัน กระบวนการนี้จะเป็นวิธีที่ประหยัดมากขึ้น ในทางกลับกันไม่ overincreasing หรือ overdecreasing อัตราส่วนภาษีในปัจจุบันจะให้ดีกว่าล้อผิวเงื่อนไข สุดยอดล้อผิวเงื่อนไขสามารถสังเกตการใช้ช่วงกลางของอัตราภาษีในปัจจุบัน ในเวลาเดียวกัน ช่วงกลางของอัตราส่วนภาษีปัจจุบันเสนอดีกว่าคัฟประสิทธิภาพกับค่าเล็กเฉพาะบดพลังงานและร้อยละของใส่แบน [ 47 ]เป็นทางเลือกที่ระมัดระวังของอัตราส่วนภาษีในปัจจุบันเป็นเพราะความสัมพันธ์กับล้อใส่ การเพิ่มอัตราภาษีในปัจจุบันจะลด g-ratio ซึ่งหมายความ ว่า ล้อจะสูงกว่าล้อใส่และชีวิตน้อยเป็นรูปชั้นออกไซด์ในขณะที่ใช้อัตราภาษีในปัจจุบันสูงจะสร้างชั้นออกไซด์ที่อ่อนนุ่มจะถูกลบออกได้อย่างง่ายดายในขณะที่การบดและขัดมากขึ้นจะถูกดึงออกมา ดังนั้นการใช้อัตราส่วนภาษีในปัจจุบันต่ำ จะฟอร์มแรงชั้นออกไซด์ที่มีความสามารถสูง และดังนั้น , พันธนาการ , ล้อชีวิตอีกต่อไป [ 35 ] .
เทคโนโลยี elid ได้รับการ addressed ในหลายสิ่งพิมพ์ที่แสดงให้เห็นว่ามันมีบวกค่าชิ้นงานเมื่อบดวัสดุเปราะ เช่น แก้ว หรือเซรามิก กับ elid , ต้องขัดหรือขัดเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการใช้งานมากสามารถตัดออกเพราะผลลัพธ์ที่ตอบสนองความต้องการของelid จะดีกว่าเมื่อมันถูกนำมาใช้บนกรวดขนาดเล็กบดล้อ เช่น # 4000 หรือปลีกย่อย มีรายงานว่า อัตราการกำจัดวัสดุมีเพิ่มขึ้น elid 32 ครั้ง และบดแรงลดลง ผิวเน้นประมาณ 150 – 400 เมกะปาสคาล ในการทดลองก่อนหน้านี้เข้าไปโหมดป้อนให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าในแง่ของความขรุขระพื้นผิวกว่ากระโดดฟีดโหมด [ 28 ] ไกลมากขึ้นในบทความ " Ultra Precision บดเหล็กอย่างหนัก " การทดลองใช้แบบ elid บดและบด พบว่า การใช้ elid สามารถต่อฉุดของ CBN ธัญพืช นอกจากนี้ พื้นผิวภาพ elid บดเป็นเกือบเดียวกันที่อัตราการป้อน 5 มิลลิเมตรต่อนาที อย่างไรก็ตามการเพิ่มอัตราการป้อนไฟให้สูงขึ้นแบบขรุขระสำหรับบดและเพิ่มรายได้ โดยใช้ elid [ 48 ] .
เวลา predressing elid ในระหว่างกระบวนการของ elid บด , วัสดุออกจากล้อโดยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี เพราะ nonconductive เพชรเม็ดเล็กๆฝังอยู่ในพันธบัตรโลหะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ,การกำจัดโลหะโดยกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่จะกะล่อน . เหตุผลนี้ทำให้ยากที่จะทำนาย predressing เวลาของ elid คัฟ อย่างไรก็ตาม การคาดการณ์ อาจขึ้นอยู่กับรูปแบบของฮง และ เจมส์ ใช้กฎหมาย รุ่นนี้พบการกระจายความหนาแน่นกระแสรอบเพชรอนุภาค ซึ่งจะช่วยให้การคำนวณของอัตราการกำจัดวัสดุของพันธบัตรโลหะสมการที่ใช้ในการคำนวณเป็น [ 49 ] :
กฎของฟาราเดย์สำหรับการกำจัดโลหะ :
สมการ ( 9.43 )
เปิด mathjaxon
ที่ DMA / DT เป็นขั้วบวกโลหะอัตราการกำจัดต่อหน่วยพื้นที่ , WA เป็นน้ําหนักอะตอม ζก็คือความจุของโลหะไอออน , fr เป็น ฟาราเดย์ เป็นค่าคงที่ และชุมทางคือความหนาแน่นกระแสปกติของพื้นผิวขั้วบวก .
กฎของโอห์มสำหรับการขนส่งไอออน [ 49 ] :
สมการ ( หน้า ) = − e σ∇ϕ
;เปิด mathjaxon
ที่ J เวกเตอร์ความหนาแน่นกระแส σ E คือไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ และϕศักยภาพไฟฟ้า
steady state ปัจจุบันกฎหมายฟิลด์ [ 49 ] :
สมการ ( 9.45 )
∇ J = 0 =
เปิด mathjaxon สมการเหล่านี้ต้องการสมมติฐานบางอย่างก่อนที่พวกเขาสามารถใช้ได้ สำหรับกฎของฟาราเดย์ , สมมติฐานคืออัตราการเป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นกระแส สำหรับกฎของโอห์มอิเล็กโทรไลต์มีความสม่ำเสมอ ค่าของทั้งขั้วบวกและขั้วลบมีขนาดใหญ่ดังนั้นพวกเขาจะอยู่ในภาวะสมดุลไฟฟ้า นอกจากจะสันนิษฐานว่าระบบอยู่ในสถานะคงตัว .
นักวิจัยพัฒนาสูตรการคำนวณปัจจุบันเฉลี่ย [ โลหะหน่วย 49 ] :
สมการ ( 9.46 )
เปิด mathjaxon
สูตรนี้คือ การแก้ไขช่องว่างและแรงดันไฟฟ้า ตอนนี้จากสมการในกฎของฟาราเดย์ เราได้ [ 49 ] :
สมการ ( 9.47 )
เปิด mathjaxon
โดยการเปลี่ยนไปยังด้านอื่น ๆ , รวมต่อ predressing เวลาคำนวณสมการ ( สูงสุด ) :
เปิด mathjaxon นี้คำนวณแล้วนำไปสู่สมการของมวลของ โลหะชั้นถอดสมการ ( 9.49 ) :
เปิด mathjaxon
แก้สมการเวลา [ 49 ] :
( 9.50 ) สมการเปิด mathjaxon
ที่เป็นรัศมีของเม็ดเพชร hgap เป็นช่องว่าง , V คือแรงดันไฟฟ้า และ B คือ ระยะทางระหว่างสองเพชรเม็ด 2 .
สมการ ( 9.49 ) ให้มีความเข้าใจว่า การเพิ่มแรงดัน ควรลด predressing ครั้ง บนมืออื่น ๆ , การเพิ่มช่องว่างควรเพิ่ม predressing ครั้ง ที่มหาวิทยาลัยโทเลโด แล็บแก้ไขค่าบางอย่างเช่น wa = 55.845 กรัมและζ = 2 ได้รับการจัดตั้งขึ้น
ถึงแม้ว่า elid บดให้ผลที่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับปกติคัฟ มันยังคงเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่ต้องปรับรอบเพิ่มเติมของเครื่องจักร เพื่อผลลัพธ์สูงสุด เป็นพารามิเตอร์ไม่ถูกต้องเพิ่มการสึกหรอ และให้มีพื้นผิวชิ้นงานที่ไม่พึงประสงค์ จัดการคุณสมบัติวงจรเพิ่มเติมเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยความช่วยเหลือของระบบการควบคุมป้อนกลับซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ และลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวม แม้ว่าการปรับรอบยาก ติชมตามระบบการควบคุมที่ช่วยลดจำนวนของการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ โดยทั่วไปมีการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม ซึ่งผู้ประกอบการสามารถใส่พารามิเตอร์เช่นล้อและค่าผลผลิตชิ้นงานให้มีคุณภาพ คอมพิวเตอร์ด้วยความช่วยเหลือของฐานข้อมูลจะเริ่มระบบไปยังจุดที่ใกล้ที่สุด ซึ่งจะสามารถปรับเปลี่ยนเงื่อนไขการดำเนินงาน หลังจากการผ่าตัดก็เริ่ม
[ 50 ]
การแปล กรุณารอสักครู่..
