In the first case, the grinding wheel rotates while the spindle is stationary. The movement of the workpiece is constant at the lines, meaning that the movement will make parallel circles for the points on the workpiece at the grinding wheel (see Figure 9.12). Consequently, however, the grinding process speed will be unequal at each point of the workpiece. Points that are close to the center of the grinding wheel encounter slower grinding speed than the outward points.
Figure 9.12.
Trajectory with wheel motion only
Figure options
In the case of a spindle rotation with no grinding wheel rotation, the movement on the grinding wheel will be parallel circles. Each point will rotate with different speed. For the workpiece itself, the same difference in speed for each point – as the points get closer to the center of the spindle – rotate at a significantly slower speed than that of the points away from it (see Figure 9.13).
Figure 9.13.
Trajectory with spindle motion only
Figure options
In this project, the two rotations are presented at different speeds that give different profiles. In the article “Influence of Kinematics on the Face Grinding Process on Lapping Machine,” the authors investigated the double-sided flat grinding on lapping machine trajectory and path influences on the results. The examination showed that different paths with different grinding wheel and spindle speed ratios can significantly affect the roughness, flatness, and material removal rate. In this analysis, the better the roughness, the better the flatness, and the lower the material removal rate. The process can be applied in the opposite manner [62]. In the present project, each wheel and spindle speed combinations creates a unique grinding path. For the three wheel speeds and the three spindle speeds used in the project, we have a total combination of nine different trajectories. Each of these nine combinations is performed on three different eccentricities, totalling 27 runs. These runs follow three main patterns from the three different wheel speed ratios. For example, the trajectory while using the wheel speed ratio 1/2 will have two sides, and the trajectory while using the wheel speed ratio 1/4 will have four sides. Basically, the smaller the wheel speed ratio, the greater the tendency for the trajectory to have more circular shapes. The bigger ratios give more of an ellipse shape. This shape shifts the rotation while in operation to cover the wheel area for better wheel-wear balance. Using different eccentricities affects the trajectory by the amount the workpiece is covering the grinding wheel. For example, while using the eccentricity 17 mm, the whole grinding wheel is covered. However, using the eccentricity 9 mm will force the workpieces to cover only the internal portion of the grinding wheel. Figure 9.14 illustrates the influence of the eccentricity and wheel speed ratio.
Figure 9.14.
The influence of the eccentricity and wheel speed ratio
Figure options
These unique movements enables a more efficient grinding process and have a higher material removal rate due to the nonstop change of direction of the grains on the workpiece. According to previous research done on a surface scratching of a brittle material, the material removal rate from passing the abrasive grain twice at the same spot is small and considered inefficient and a waste of time and vitality [32].
The experimental variables are presented in Table 9.1. Other parameters are kept fixed for the current experiment and will be considered for evaluation in future experiments. These parameters are the following:
1.
The output parameters of the ELID DC electrical power source are 72.4 V, 2 μs.
2.
Grinding wheel outer diameter is 211 mm, and the inner diameter is 114 mm.
3.
Workpiece outer diameter is 13 mm, with an approximate initial height of 13 mm.
4.
Coolant fluid is TRIM C270E with 5% concentration.
5.
The gap between the electrode and the grinding wheel is fixed at 0.2 mm.
Table 9.1.
Experimental Variables
Spindle speed
150 rpm 175 rpm 200 rpm
Wheel speed Wheel speed Wheel speed
75 rpm 38 rpm 19 rpm 88 rpm 44 rpm 22 rpm 100 rpm 50 rpm 25 rpm
Force
101.04 N 148.13 N 187.37 N
Eccentricity
17 mm 13 mm 9 mm
Table options
9.4. Modifications, preparations, and setup
The upper wheel (spindle) will be used to hold the workpiece. Three workpiece holders were designed with different eccentricities, including 17, 13, and 9 mm. These workpiece holders will be mounted one by one with three screws at the spindle cover position. Each workpiece holder is holding three workpieces at the same time, each using one screw. The benefit of this approach is to ensure that the workpieces are in a flat position with the grinding wheel because a flat plane needs three points to be defined. Also, machining three workpieces at once can ensure better results by reducing the error percentage. Figure 9.15 shows the workpiece holders with different eccentricities. The workpiece holders were designed and manufactured at the University of Toledo labs.
Figure 9.15.
Workpiece holders from the left: 9, 13, 17 mm
Figure options
Moreover, an electrode made out of stainless steel was manufactured in the lap to cover one-sixth of the grinding wheel abrasives area, and it is wider than the wheel on each side by 2 mm. The electrode is mounted using an electrical insulated material (Figure 9.16) on the outer ring of the machine, leaving a gap between the electrode and the grinding wheel of 0.1–0.3 mm. The outer ring on which the electrode is mounted rests on an elevation system that was built in the lab (Figure 9.17). By rotating the screw on the elevation system, the gap between the electrode and the grinding wheel can be controlled with great precision (Figure 9.18 and Figure 9.19).
Figure 9.16.
The electrode and the insulation material
Figure options
Figure 9.17.
Elevation system
Figure options
Figure 9.18.
Electrode connected
Figure options
Figure 9.19.
Complete systems running
ในกรณีแรกที่บดล้อหมุนในขณะที่แกนนิ่ง การเคลื่อนไหวของชิ้นงานที่เป็นค่าคงที่เส้นที่มีความหมายว่าการเคลื่อนไหวจะทำให้วงการขนานสำหรับจุดบนชิ้นงานที่ล้อบด (ดูรูปที่ 9.12) ดังนั้น แต่ความเร็วขั้นตอนการบดจะไม่เท่ากันที่จุดของชิ้นงานแต่ละ จุดที่อยู่ใกล้กับศูนย์กลางของการเผชิญหน้าล้อบดบดความเร็วช้ากว่าจุดออกไปด้านนอก. รูปที่ 9.12. วิถีล้อที่มีการเคลื่อนไหวเพียงรูปที่ตัวเลือกในกรณีของการหมุนแกนหมุนล้อบดไม่มีการเคลื่อนไหวในการบดล้อจะ เป็นวงกลมขนาน แต่ละจุดจะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน สำหรับชิ้นงานของตัวเองที่แตกต่างที่เหมือนกันในความเร็วในแต่ละจุด - เป็นจุดที่ได้ใกล้ชิดกับศูนย์กลางของแกน - หมุนด้วยความเร็วที่ช้าลงอย่างมีนัยสำคัญกว่าจุดที่ห่างจากมัน (ดูรูปที่ 9.13). รูปที่ 9.13. วิถี ที่มีการเคลื่อนไหวแกนเฉพาะรูปที่ตัวเลือกในโครงการนี้ทั้งสองนั้นจะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันที่ให้โปรไฟล์ที่แตกต่าง ในบทความ "อิทธิพลของจลนศาสตร์บนใบหน้ากระบวนการบดในเครื่องขัด" ผู้เขียนตรวจสอบสองด้านบดแบนบนเครื่องขัดวิถีและอิทธิพลเส้นทางที่อยู่บนผล การตรวจสอบพบว่าเส้นทางที่แตกต่างกันกับล้อบดที่แตกต่างกันและอัตราส่วนความเร็วแกนอย่างมีนัยสำคัญจะมีผลต่อความหยาบ, ความเรียบและอัตราการกำจัดวัสดุ ในการวิเคราะห์นี้ดีกว่าความหยาบกร้านที่ดีกว่าความเรียบและต่ำกว่าอัตราการกำจัดวัสดุ กระบวนการที่สามารถนำมาใช้ในลักษณะที่ตรงข้าม [62] ในโครงการปัจจุบันแต่ละล้อและชุดความเร็วแกนสร้างเส้นทางบดที่ไม่ซ้ำกัน สำหรับงวดสามความเร็วล้อและสามความเร็วแกนนำมาใช้ในโครงการที่เรามีรวมกันทั้งหมดเก้าลูกทีมที่แตกต่างกัน แต่ละเหล่านี้เก้าชุดที่จะดำเนินการในสามแปลกแหวกแนวที่แตกต่างกันรวมเป็นเงินทั้งสิ้น 27 วิ่ง วิ่งเหล่านี้เป็นไปตามรูปแบบสามหลักจากสามอัตราส่วนความเร็วล้อที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นวิถีในขณะที่ใช้ความเร็วล้ออัตราส่วน 1/2 จะมีทั้งสองด้านและวิถีในขณะที่ใช้ความเร็วล้ออัตราส่วน 1/4 จะมีสี่ด้าน โดยทั่วไปมีขนาดเล็กอัตราส่วนความเร็วล้อที่มากขึ้นแนวโน้มวิถีที่จะมีรูปทรงกลมมากขึ้น อัตราส่วนที่ใหญ่กว่าให้มากขึ้นของรูปวงรี รูปร่างแบบนี้กะหมุนในขณะที่ในการดำเนินงานเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ล้อเพื่อความสมดุลล้อสวมใส่ดีกว่า การใช้ที่แตกต่างกันมีผลต่อความแปลกแหวกแนววิถีตามจำนวนเงินที่ชิ้นงานจะครอบคลุมล้อบด ยกตัวอย่างเช่นในขณะที่ใช้ความผิดปกติ 17 มม, ล้อบดทั้งได้รับการคุ้มครอง อย่างไรก็ตามการใช้ 9 มมเล็ก ๆ น้อย ๆ จะทำให้ชิ้นงานที่จะครอบคลุมเฉพาะส่วนภายในของล้อบด รูปที่ 9.14 แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของความผิดปกติและอัตราความเร็วล้อ. รูปที่ 9.14. อิทธิพลของความผิดปกติและอัตราความเร็วล้อรูปตัวเลือกการเคลื่อนไหวที่ไม่ซ้ำกันเหล่านี้จะช่วยให้ขั้นตอนการบดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีอัตราการกำจัดวัสดุที่สูงขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของทิศทางดุ๊กดิ๊ก ของเมล็ดบนชิ้นงาน ตามการวิจัยก่อนหน้านี้ทำรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของวัสดุที่เปราะ, อัตราการกำจัดวัสดุที่ผ่านการขัดสีข้าวครั้งที่สองจุดเดียวกันที่มีขนาดเล็กและคิดว่าไม่มีประสิทธิภาพและเสียเวลาและความมีชีวิตชีวา [32]. ตัวแปรทดลองถูกนำเสนอใน ตารางที่ 9.1 พารามิเตอร์อื่น ๆ จะถูกเก็บไว้คงที่สำหรับการทดลองในปัจจุบันและจะได้รับการพิจารณาสำหรับการประเมินผลในการทดลองในอนาคต พารามิเตอร์เหล่านี้มีดังต่อไปนี้1. พารามิเตอร์การส่งออกของแหล่งพลังงาน ELID DC ไฟฟ้า 72.4 V 2 ไมโครวินาที. 2. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกล้อบดเป็น 211 มิลลิเมตรและเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเป็น 114 มม. 3. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 13 ชิ้นงาน มิลลิเมตรมีความสูงเริ่มต้นประมาณ 13 มม. 4. น้ำหล่อเย็นเป็น TRIM C270E ที่มีความเข้มข้น 5%. 5. ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าและล้อบดคงที่ 0.2 มม. ตารางที่ 9.1. การทดลองตัวแปรความเร็ว Spindle 150 รอบต่อนาที 175 รอบต่อนาที 200 รอบต่อนาทีความเร็วความเร็วล้อล้อล้อความเร็ว75 รอบต่อนาที 38 รอบต่อนาที 19 รอบต่อนาที 88 รอบต่อนาที 44 รอบต่อนาที 22 รอบต่อนาที 100 รอบต่อนาที 50 รอบต่อนาที 25 รอบต่อนาทีกองทัพ101.04 148.13 ไม่มีไม่มีไม่มี 187.37 เยื้องศูนย์กลาง17 มิลลิเมตร 13 มิลลิเมตร 9 มมตัวเลือกตารางที่9.4 การปรับเปลี่ยนการเตรียมการและการติดตั้งล้อบน (แกน) จะใช้ในการเก็บชิ้นงาน สามผู้ถือชิ้นงานที่ได้รับการออกแบบที่มีความแปลกแหวกแนวแตกต่างกัน ได้แก่ 17, 13, และ 9 มม เหล่านี้ถือชิ้นงานจะได้รับการติดตั้งอย่างใดอย่างหนึ่งโดยหนึ่งในสามสกรูที่ตำแหน่งฝาครอบแกน เจ้าของชิ้นงานแต่ละคนมีการถือครองสามชิ้นงานในเวลาเดียวกันแต่ละคนใช้สกรู ประโยชน์ของวิธีนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานที่อยู่ในตำแหน่งที่แบนที่มีล้อบดเพราะแนวระนาบต้องการสามจุดจะกำหนด นอกจากนี้การตัดเฉือนสามชิ้นในครั้งเดียวสามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าโดยการลดเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาด รูปที่ 9.15 แสดงให้เห็นว่าผู้ถือชิ้นงานที่มีความแปลกแหวกแนวที่แตกต่างกัน ผู้ถือชิ้นงานที่ได้รับการออกแบบและผลิตที่มหาวิทยาลัยโทเลโดห้องปฏิบัติการ. รูปที่ 9.15. ผู้ถือชิ้นงานจากซ้าย: 9, 13, 17 มมตัวเลือกรูปนอกจากนี้ยังขั้วไฟฟ้าที่ทำจากสแตนเลสที่ผลิตในรอบเพื่อให้ครอบคลุมหนึ่งในหก ของพื้นที่บดขัดล้อและมันกว้างกว่าล้อในแต่ละด้านโดย 2 มิลลิเมตร อิเล็กโทรดที่ติดตั้งโดยใช้วัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า (รูปที่ 9.16) จากวงแหวนรอบนอกของเครื่องออกจากช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าและล้อบดของ 0.1-0.3 มม วงแหวนรอบนอกที่ขั้วไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่บนระบบระดับความสูงที่ถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ (รูปที่ 9.17) โดยการหมุนสกรูในระบบการยกระดับช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าและล้อบดสามารถควบคุมได้ด้วยความแม่นยำมาก (รูปที่ 9.18 และรูปที่ 9.19). รูปที่ 9.16. ขั้วไฟฟ้าและวัสดุฉนวนตัวเลือกรูปที่รูปที่ 9.17. ระบบสูงเลือกรูปรูปที่ 9.18. ไฟฟ้าเชื่อมต่อตัวเลือกรูปที่รูปที่ 9.19. ระบบการทำงานที่สมบูรณ์แบบ
การแปล กรุณารอสักครู่..
ในกรณีแรก ล้อบดหมุนในขณะที่แกนเครื่องเขียน การเคลื่อนไหวของอัตราคงที่ตลอดเส้น ความหมายว่า การเคลื่อนไหวจะทำให้วงกลมขนานสำหรับจุดบนชิ้นงานที่บดล้อ ( ดูรูปที่ 9.12 ) จากนั้น อย่างไรก็ตาม กระบวนการบดความเร็วจะไม่เท่ากันในแต่ละจุดของชิ้นงานจุดที่ใกล้กับศูนย์กลางของล้อบดบดพบช้าความเร็วกว่าจุดภายนอก
รูปที่ 9.12 .
รูปวิถีกับล้อเคลื่อนไหวเพียงตัวเลือก
ในกรณีของการหมุนแกนไม่หมุนบดล้อเคลื่อนไหวบนล้อบดจะเป็นวงกลมแบบขนาน แต่ละจุดจะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน สำหรับชิ้นงานเองเดียวกันความแตกต่างในความเร็วในแต่ละจุด ซึ่งเป็นจุดใกล้ชิดกับศูนย์กลางของแกนและหมุนที่ความเร็วช้าลงอย่างมีนัยสำคัญกว่าของคะแนนห่างจากมัน ( ดูรูปที่ 9.13 ) .
รูปที่ 9.13 .
วิถีกับแกนเคลื่อนไหวเท่านั้น
รูปที่เลือกโครงการนี้ รอบสองจะแสดงที่ความเร็วที่แตกต่างกันที่ให้โปรไฟล์ที่แตกต่างกันมีอิทธิพลต่อบทความ " จลนศาสตร์ในกระบวนการบดหน้าบนเครื่องขัด , " ผู้เขียนได้สองหน้าแบนบดในเครื่องห่อหุ้ม และวิถีทางที่มีอิทธิพลต่อผลลัพธ์ การตรวจสอบพบว่า เส้นทางที่แตกต่างกันมีแตกต่างกัน เจียรและแกนอัตราส่วนความเร็วสามารถมีผลต่อความเรียบผิว , วัสดุ , และอัตราการกำจัด .ในการวิเคราะห์นี้ ดีกว่าค่า ดีกว่าความเรียบ และลดอัตราการกำจัดวัสดุ . กระบวนการสามารถประยุกต์ใช้ในลักษณะตรงข้าม [ 62 ] ในโครงการปัจจุบันแต่ละล้อและแกนชุดความเร็วสร้างเอกลักษณ์เจียรเส้นทาง ทั้งสามแกนล้อความเร็วและความเร็วที่ใช้ในโครงการเราได้รวมรวมเก้าวิถีที่แตกต่าง แต่ละเหล่านี้เก้าชุดจะดำเนินการใน 3 พฤติกรรมที่ผิดปกติแตกต่างกัน รวม 27 วิ่ง วิ่งเหล่านี้ตาม 3 รูปแบบ หลักจากที่แตกต่างกันสามล้อความเร็วต่อ ตัวอย่างเช่น เส้นทาง ในขณะที่ใช้ความเร็วล้อ อัตราส่วน 1 / 2 จะได้สองด้านและเส้นทาง ในขณะที่ใช้ความเร็วล้อ อัตราส่วน 1 / 4 จะมีสี่ด้าน โดยทั่วไป ขนาดล้อ อัตราความเร็วที่มากกว่าแนวโน้มสำหรับเส้นทางที่จะมีรูปร่างกลมกว่า อัตราส่วนใหญ่ให้มากขึ้นเป็นวงรีรูป รูปนี้กะการหมุนในขณะที่ในการดำเนินงานให้ครอบคลุมบริเวณล้อเพื่อความสมดุล ใส่ล้อดีกว่าใช้ eccentricities ต่างกันมีผลต่อวิถี โดยปริมาณชิ้นงานจะครอบคลุมล้อบด ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ใช้ความ 17 มม. ทั้งบดล้อครอบคลุม อย่างไรก็ตาม การใช้ลูก 9 มม. จะบังคับชิ้นงานที่จะครอบคลุมเฉพาะภายในส่วนของล้อบด รูปที่ 914 แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของความผิดปกติและอัตราส่วนความเร็วล้อ
รูปที่ 9.14 .
อิทธิพลของความผิดปกติและตัวเลือกอัตราส่วนความเร็ว
ล้อรูปเคลื่อนไหวที่ไม่ซ้ำกันเหล่านี้ช่วยให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นกระบวนการบดและมีอัตราการกำจัดวัสดุที่สูงขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของทิศทางของธัญพืชดุ๊กดิ๊กบนชิ้นงานตามที่ก่อนหน้านี้ทำงานวิจัยบนพื้นผิวการเกาของวัสดุเปราะ วัสดุอัตราการกำจัดจากผ่านเม็ด abrasive สองครั้งที่จุดเดียวกัน คือ ขนาดเล็ก และถือว่าไม่มีประสิทธิภาพและสิ้นเปลืองเวลาและพลัง [ 32 ] .
ตัวแปรจะแสดงในตารางที่ 9.1 .พารามิเตอร์อื่น ๆถูกเก็บไว้คงที่สำหรับการทดลองในปัจจุบัน และจะได้รับการพิจารณาสำหรับการประเมินในการทดลองต่อไป พารามิเตอร์เหล่านี้มีดังต่อไปนี้ :
1
พารามิเตอร์ของการส่งออกของ elid DC ไฟฟ้าแหล่งมี 60 V 2 μ S .
2
บดล้อเส้นผ่าศูนย์กลางด้านนอกเป็น 11 มม. และเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน 114 mm .
3
ชิ้นงานเส้นผ่านศูนย์กลาง 13 มม.มีความสูงโดยประมาณเริ่มต้นที่ 13 mm .
4
ระบายของเหลวตัดแต่ง c270e 5% ความเข้มข้น .
5
ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า และล้อบดคงที่เท่ากับ 0.2 มม. โต๊ะก่อน
.
3
ทดลองความเร็ว 150 รอบต่อนาที 175 รอบต่อนาที ความเร็ว ความเร็ว 200 รอบต่อนาที
ล้อล้อ ล้อความเร็วรอบต่อนาที RPM RPM
75 38 19 88 รอบ 44 รอบ 22 รอบ 100 รอบต่อนาที RPM RPM แรง
25 50 101.04 n n n
148.13 187.37 ความเยื้องศูนย์กลาง17 มม. 13 มม. 9 มม. โต๊ะ
ตัวเลือกอื่นๆ . การปรับเปลี่ยน , การเตรียมการและการติดตั้ง
ล้อบน ( spindle ) จะถูกใช้เพื่อจับชิ้นงาน สามผู้ถือเป็นชิ้นงานออกแบบด้วยพฤติกรรมที่ผิดปกติต่างๆ รวม 17 , 13 และ 9 มิลลิเมตร ผู้ถือชิ้นงานเหล่านี้จะติดตั้งหนึ่งโดยหนึ่งกับสามสกรูฝาครอบที่ตำแหน่งแกนยึดจับชิ้นงานแต่ละชิ้นงาน 3 ในเวลาเดียวกัน แต่ละใช้สกรู ประโยชน์ของวิธีการนี้เพื่อให้ชิ้นงานอยู่ในตำแหน่งแบนด้วยล้อบดเพราะระนาบแบน ต้องการ 3 คะแนน เพื่อจะกำหนด นอกจากนี้ กลึงชิ้นงาน 3 ครั้งสามารถมั่นใจได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น โดยการลดจำนวนข้อผิดพลาด รูปที่ 915 แสดงชิ้นงานถือกับพฤติกรรมที่ผิดปกติแตกต่างกัน ผู้ที่ออกแบบและผลิตชิ้นงานที่มหาวิทยาลัยโทเลโด Labs .
รูป 9.15 .
ชิ้นงานผู้ถือจากซ้าย : 9 , 13 , 17 mm
รูปตัวเลือกนอกจากนี้ยังเป็นขั้วไฟฟ้าทำด้วย สแตนเลส ผลิตในรอบครอบคลุมหนึ่งในหกของล้อบดขัดบริเวณและมันกว้างกว่าล้อข้างละ 2 มิล ขั้วไฟฟ้าติดโดยใช้วัสดุฉนวน ( รูป 9.16 ) บนวงแหวนรอบนอกของเครื่อง , ออกจากช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า และล้อบด 0.1 - 0.3 มม. วงแหวนรอบนอกซึ่งขั้วไฟฟ้าจะติดตั้งอยู่บนระดับความสูงของระบบที่ถูกสร้างขึ้นในแล็บ ( รูปที่ 9.17 )โดยการหมุนสกรูในระบบสูง ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า และล้อบดสามารถควบคุมได้แม่นยำมาก ( รูปที่ 9.18 และรูป 9.19 )
รูป 9.16 .
รูปขั้วไฟฟ้าและวัสดุฉนวนทางเลือก
รูปที่ 9.17 .
รูปที่ยกระดับระบบเลือกรูปที่ 9.18 .
รูปขั้วเชื่อมต่อกับตัวเลือก
รูปที่ 9.19 .
ระบบสมบูรณ์ วิ่ง
การแปล กรุณารอสักครู่..