تنظیم عملکرد سنگ زنی چرخ های سنگ زنی از طریق دانه بندی مخلوط ساینده ها

سنگ زنی یک فرآیند ماشینکاری است که از چرخ سنگ زنی ساینده (GS، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) برای حذف مواد با سرعت چرخش معین استفاده می شود [1]. چرخ سنگ زنی از مواد ساینده، ماده اتصال دهنده، پرکننده ها و منافذ و غیره تشکیل شده است که در آن، ساینده نقش لبه برش را در طول فرآیند سنگ زنی ایفا می کند. چقرمگی، استحکام، رفتارهای شکستی، هندسه ساینده تأثیر قابل توجهی بر عملکرد سنگ زنی (ظرفیت سنگ زنی، یکپارچگی سطح قطعه کار ماشینکاری شده و غیره) چرخ سنگ زنی دارد [2، 3].

شکل 1.چرخ های سنگ زنی معمولی با دانه بندی مخلوط مواد ساینده.

استحکام آلومینا زیرکونیا (ZA) با دانه بندی F14 ~ F30 مورد آزمایش قرار گرفت. محتویات ساینده F16 یا F30 در GS آماده شده به پنج درجه از بالا به پایین تقسیم شد: فوق العاده بالا (UH)، زیاد (H)، متوسط ​​(M)، کم (L) و بسیار کم (EL). مشخص شد که استحکام خرد کردن وایبول F14، F16 و F30 ZA به ترتیب 198.5 مگاپاسکال، 308.0 مگاپاسکال و 410.6 مگاپاسکال بود که نشان می‌دهد استحکام ZA با کاهش اندازه شن ساینده افزایش می‌یابد. مدول وایبول بزرگترمترنشان دهنده تنوع کمتری بین ذرات آزمایش شده است [4-6]. اینمترارزش با کاهش اندازه شن ساینده کاهش یافت و نشان داد که تنوع بین ساینده های آزمایش شده با کاهش شن ساینده بیشتر شد [7، 8]. از آنجایی که چگالی عیوب ساینده ثابت است، ساینده‌های کوچک‌تر دارای مقادیر کمتری عیب و استحکام بالاتری هستند، بنابراین شکستن ساینده‌های ظریف‌تر سخت‌تر می‌شود.

شکل2. استرس مشخصه وایبولس₀و مدول وایبولمتربرای دانه بندی های مختلف ZA.

مدل سایش جامع ساینده فرآیند سرویس دهی ایده آل [9]، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، توسعه داده شد. تحت بار سنگ زنی داده شده و استحکام عامل اتصال، مکانیسم های سایش اصلی از سایش ساییدگی و ریزشکل برای F16 به سایش ساییدگی تغییر یافت و برای F30 به دلیل تفاوت در استحکام خرد شدن ساینده، بیرون کشیده شد [10،11]. فرسایش ناشی از تخریب GS و خود تیز شدن ناشی از بیرون کشیدن مواد ساینده می تواند به حالت تعادل دست یابد، بنابراین ظرفیت سنگ زنی را به طور قابل توجهی ارتقا می دهد [9]. برای توسعه بیشتر GS، استحکام خرد کردن ساینده، استحکام عامل اتصال و بار سنگ زنی، و همچنین مکانیسم‌های سایش ساینده‌ها، باید تنظیم و کنترل شوند تا میزان استفاده از ساینده‌ها افزایش یابد.

شکل3.فرآیند سرویس دهی ایده آل یک ساینده

اگرچه عملکرد سنگ زنی GS تحت تأثیر عوامل زیادی مانند استحکام خرد کردن ساینده، استحکام عامل اتصال، بار سنگ زنی، رفتارهای برش ساینده، شرایط سنگ زنی و غیره است، بررسی مکانیسم های تنظیمی دانه بندی مخلوط ساینده ها می تواند مرجع بزرگی در طراحی و ساخت GS باشد.

مراجع 

• I.Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Handbook of Machining with Grinding wheel, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
• F. Yao، T. Wang، JX Ren، W. Xiao، مطالعه مقایسه ای تنش پسماند و لایه متاثر در سنگ زنی فولاد Aermet100 با آلومینا و چرخ های cBN، Int J Adv Manuf Tech 74 (2014) 125-37.
• لی، تی. Jin، H. Xiao، ZQ Chen، MN Qu، HF Dai، SY Chen، مشخصات توپوگرافی و رفتار سایش چرخ الماس در مراحل مختلف پردازش در سنگ زنی شیشه نوری N-BK7، Tribol Int 151 (2020) 106453.
• Zhao، GD Xiao، WF Ding، XY Li، HX Huan، Y. Wang، اثر محتویات دانه یک دانه نیترید بور مکعبی تک تجمعی بر مکانیسم حذف مواد در طول آسیاب آلیاژ Ti-6Al-4V، Ceram Int 46(11) (2020) 17666-174.
• F. Ding، JH Xu، ZZ Chen، Q. Miao، CY Yang، ویژگی های رابط و رفتار شکست دانه های CBN پلی کریستالی لحیم کاری شده با استفاده از آلیاژ Cu-Sn-Ti، Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
• Shi، LY Chen، HS Xin، TB Yu، ZL Sun، بررسی خواص سنگ زنی چرخ سنگزنی باند CBN منجمد شده با هدایت حرارتی بالا برای آلیاژ تیتانیوم، Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
• Nakata، AFL Hyde، M. Hyodo، H. Murata، یک رویکرد احتمالی برای خرد کردن ذرات شن و ماسه در آزمون سه محوری، ژئوتکنیک49 (5) (1999) 567-83.
• Nakata، Y. Kato، M. Hyodo، AFL Hyde، H. Murata، رفتار فشرده‌سازی یک‌بعدی ماسه با درجه یکنواخت مربوط به قدرت خرد شدن تک ذره، خاک‌های یافت شده 41 (2) (2001) 39-51.
• L. Zhang، CB Liu، JF Peng، و غیره. بهبود عملکرد سنگ زنی سنگ تراش ریلی با سرعت بالا از طریق دانه بندی مخلوط کوراندوم زیرکونیا. Tribol Int، 2022، 175: 107873.
• L. Zhang، PF Zhang، J. Zhang، XQ Fan، MH Zhu، بررسی اثر اندازه شن ساینده بر رفتارهای سنگ زنی ریل، J Manuf Process53 (2020) 388-95.
• L. Zhang، CB Liu، YJ Yuan، PF Zhang، XQ Fan، بررسی اثر سایش ساینده بر عملکرد سنگ زنی سنگ های سنگ زنی ریلی، J Manuf Process 64 (2021) 493-507.