काटने के औजारों पर पीसने वाले पहियों का पीसने का सिद्धांत और घिसाव तंत्र

काटने के औजारों पर पीसने वाले पहियों का पीसने का सिद्धांत और घिसाव तंत्र।

 

1. पीसने की प्रक्रिया के सिद्धांत

पीसना भी एक प्रकार की काटने की प्रक्रिया है, और जब मशीनिंग उपकरण के लिए उपयोग किया जाता है तो पीसने वाले पहिये को कई छोटे काटने वाले किनारों के साथ एक मिलिंग कटर माना जा सकता है। पीसने की प्रक्रिया के दौरान, उपकरण की सतह को पीसने वाले पहिये द्वारा घर्षण और खरोंच के अधीन किया जाता है, और पहिये की सतह पर उभरे हुए और अपेक्षाकृत तेज अपघर्षक कण सामग्री में कट जाते हैं, जिससे चिप्स बनते हैं। पीसने की प्रक्रिया मूलतः काटने, खरोंचने और फिसलने की क्रियाओं का एक संयोजन है। चिप्स आकार में छोटे होते हैं और आकार में भिन्न होते हैं, जिनमें रिबन जैसे चिप्स, खंडित चिप्स, और कुछ पिघले और जले हुए चिप राख, साथ ही धातु की धूल शामिल हैं।

 

पीसने को तीन चरणों में विभाजित किया गया है: प्रारंभिक पीसने का चरण, स्थिर चरण और अंतिम चरण। प्रारंभिक पीसने के चरण में, वास्तविक पीसने की गहराई रेडियल फ़ीड दर से कम होती है। यह प्रारंभिक पीसने के चरण के दौरान मशीन टूल, वर्कपीस और फिक्स्चर सिस्टम के लोचदार विरूपण के कारण होता है। जब सिस्टम का लोचदार विरूपण एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है, तो यह स्थिर चरण में प्रवेश करता है। निरंतर फीडिंग के दौरान, वास्तविक पीसने की गहराई अनिवार्य रूप से रेडियल फ़ीड दर के बराबर होती है। परिष्करण चरण में, जैसे-जैसे प्रक्रिया प्रणाली की लोचदार विकृति धीरे-धीरे समाप्त होती जाती है, वास्तविक पीसने की गहराई शून्य से अधिक हो जाती है।

ग्राइंडिंग व्हील से पीसने की निम्नलिखित विशेषताएं हैं: उच्च परिशुद्धता और कम सतह खुरदरापन। पीसने वाले पहिये में स्वयं को तेज करने का कार्य होता है, जो अपघर्षक कणों को अपेक्षाकृत तेज किनारों के साथ वर्कपीस को काटने की अनुमति देता है। रेडियल बल घटक बड़ा है. मोड़ने के समान, पीसने के दौरान काटने वाले बल को तीन परस्पर लंबवत घटकों में विघटित किया जा सकता है, लेकिन रेडियल बल घटक बड़ा होता है। पीसने का तापमान अधिक है. चूँकि ग्राइंडिंग व्हील के साथ पीसने में नकारात्मक रेक कोण कटिंग और बहुत तेज़ कटिंग गति शामिल होती है, इसलिए ग्राइंडिंग तापमान अधिक होता है। पीसने वाले पहिये में स्वयं तेज करने का प्रभाव होता है, जिससे अपघर्षक कण अपेक्षाकृत तेज किनारों के साथ वर्कपीस को लगातार काटने की अनुमति देते हैं। पीसने की गति में मुख्य गति, रेडियल फ़ीड गति और अक्षीय फ़ीड गति शामिल होती है। मुख्य गति पीसने वाले पहिये की घूर्णी गति है; पीसने वाले पहिये की बाहरी परिधि का रैखिक वेग मुख्य गति गति है; रेडियल फ़ीड दर उस दूरी को संदर्भित करती है जो वर्कटेबल के प्रत्येक डबल (एकल) स्ट्रोक के दौरान वर्कपीस पीसने वाले पहिये के सापेक्ष रेडियल रूप से चलती है; और अक्षीय फ़ीड दर उस दूरी को संदर्भित करती है जो वर्कपीस प्रत्येक क्रांति या वर्कटेबल के प्रत्येक स्ट्रोक के दौरान पीसने वाले पहिये के सापेक्ष अक्षीय रूप से चलती है।

 

2. ग्राइंडिंग व्हील पहनने के पैटर्न और कारण

काटने के औजारों की पीसने की प्रक्रिया के दौरान, पीसने वाले पहिये को भौतिक, रासायनिक और यांत्रिक प्रभावों सहित विभिन्न कारकों के कारण अलग-अलग डिग्री के घिसाव का अनुभव होगा, जिससे पीसने की क्षमता में कमी आएगी और पेचदार खांचे की सटीकता प्रभावित होगी। यदि गंभीर रूप से घिसे हुए पीसने वाले पहिये को बदला नहीं जाता है और उसका उपयोग जारी रखा जाता है, तो यह कंपन, शोर और अन्य घटनाओं का कारण बनेगा। ग्राइंडिंग व्हील घिसाव पर व्यापक शोध से पता चला है कि घिसाव के मुख्य रूप घर्षण घिसाव, फ्रैक्चर घिसाव और क्लॉगिंग/आसंजन हैं।

 

2.1 अपघर्षक घिसाव

पीसने की प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक अपघर्षक अनाज घिसाव का अनुभव करता है, जो अलग-अलग डिग्री के घिसाव के पहलुओं को प्रदर्शित करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में C{0}}C तल में दिखाया गया है। जैसे-जैसे कुंद अपघर्षक कणों की संख्या बढ़ती है, पीसने वाला पहिया कुंद विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जैसे कि पीसने की शक्ति में उल्लेखनीय वृद्धि, वर्कपीस की सतह का जलना और मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान बकबक, जिससे मशीनीकृत भागों की प्रसंस्करण गुणवत्ता में गंभीर गिरावट आती है।

2.2 फ्रैक्चर और घिसाव

पीसने वाले पहियों के फ्रैक्चर और घिसाव को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: अपघर्षक अनाज फ्रैक्चर और अपघर्षक अनाज शेडिंग। अपघर्षक अनाज फ्रैक्चर उस घटना को संदर्भित करता है, जहां, जब अपघर्षक अनाज पर काम करने वाला तनाव अपनी ताकत से अधिक हो जाता है, तो अपघर्षक अनाज का एक हिस्सा छोटे टुकड़ों के रूप में टूट जाता है। अपघर्षक अनाज शेडिंग का तात्पर्य अपघर्षक दानों के बीच बाइंडर के फ्रैक्चर से है, जिससे अपघर्षक दाने पीसने वाले पहिये से अलग हो जाते हैं। इससे वहां खाली जगह बन जाती है जहां अलग हुए दाने स्थित थे। पीसने वाले पहिये से खंडित अपघर्षक कणों के अलग होने से वर्कपीस का स्पर्शरेखीय घिसाव होता है, जिससे भाग की आयामी सटीकता की गारंटी देना असंभव हो जाता है। हालाँकि, कुंद अपघर्षक दानों से नए काटने वाले किनारों का निर्माण, अपघर्षक दानों के फ्रैक्चर और बहाव से प्रभावित होकर, पीसने वाले पहिये के "स्वयं -तीक्ष्णता" प्रभाव के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

 

2.3 क्लॉगिंग और आसंजन

पीसने की प्रक्रिया के दौरान, बढ़े हुए तापमान और दबाव के कारण, हटाई गई वर्कपीस सामग्री पीसने वाले क्षेत्र से गुजरते समय अपघर्षक अनाज से चिपक जाती है। चिपकी हुई सामग्री वर्कपीस से संपर्क करती है या नहीं, यह अपघर्षक अनाज के टूटने और गिरने का एक प्रमुख कारण है। पीसने की क्षमता भी चिपकी हुई सामग्री से संबंधित होती है। चिपकी हुई सामग्री अपघर्षक दानों के बीच के अंतराल को भी बंद कर सकती है। गंभीर रुकावट के कारण अपघर्षक अनाज टूट सकता है और यहां तक ​​कि गिर भी सकता है, जिससे पीसने वाले पहिये की पीसने की क्षमता काफी कम हो जाती है।

 

ग्राइंडिंग व्हील घिसाव की प्रकृति का पता लगाने के लिए, कई विद्वानों ने ग्राइंडिंग व्हील घिसाव के कारणों का अध्ययन किया है।

 

वर्तमान में, ग्राइंडिंग व्हील घिसाव के कारणों को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:

• अपघर्षक घिसाव: अपघर्षक दानों और वर्कपीस के बीच सापेक्ष गति से घर्षण उत्पन्न होता है, जिससे अपघर्षक दानों का यांत्रिक घिसाव होता है। जैसे-जैसे पीसना आगे बढ़ता है, यह घिसाव धीरे-धीरे समय के साथ बनता जाता है। पीसते समय, यदि वर्कपीस की संरचना असमान है और इसमें उच्च कठोरता वाले कठोर बिंदु हैं, तो अपघर्षक अनाज और कठोर बिंदुओं के बीच सापेक्ष स्लाइडिंग घर्षण घर्षण अनाज के यांत्रिक पहनने को बढ़ा देगा। प्लास्टिक घिसाव: जब पीसने का तापमान एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है, तो घर्षण वाले कण प्लास्टिसिटी के कारण विकृत हो जाएंगे। वर्कपीस सामग्री की थर्मल कठोरता सीधे पीसने वाले पहिये के प्लास्टिक पहनने को प्रभावित करती है। जैसे ही अपघर्षक कण पीसने वाले क्षेत्र से गुजरते हैं, उनका तापमान बढ़ जाता है। जब यह वर्कपीस सामग्री के पिघलने बिंदु तक पहुंचता है, यदि कतरनी विमान पर थर्मल कठोरता अपघर्षक अनाज संपर्क क्षेत्र में थर्मल कठोरता से अधिक है, तो अपघर्षक अनाज संपर्क क्षेत्र में संबंधित प्लास्टिक विरूपण से गुजरेंगे, जिससे अपघर्षक घिसाव होगा।
• ऑक्सीडेटिव पहनना: हवा में मौजूद कुछ गैसें पीसने को उत्तेजित कर सकती हैं। जब पीसने की प्रक्रिया निर्वात में की जाती है, तो एल्युमिना ग्राइंडिंग व्हील के साथ कम कार्बन स्टील की ग्राइंडिंग हवा की तरह चिकनी नहीं होती है। विश्लेषण से पता चलता है कि पीसने वाले पहिये के घूमने से हवा का प्रवाह बढ़ता है, जिससे पीसने वाले क्षेत्र में तापमान कम हो जाता है। उच्च तापमान पर, वर्कपीस और चिप्स ऑक्सीकरण से गुजरते हैं, सतह पर एक ऑक्साइड फिल्म बनाते हैं, जिससे वर्कपीस की सतह पर चिपकने वाला घिसाव रुक जाता है।
• रासायनिक घिसाव:पीसने के दौरान, पीसने वाले पहिये की सतह और वर्कपीस की सतह एक जटिल स्थानिक वितरण प्रदर्शित करती है। पीसने की गति बढ़ने से पीसने का तापमान बढ़ जाता है, जिससे अपघर्षक सामग्री, वर्कपीस सामग्री और पीसने वाले तरल पदार्थ के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित विभिन्न रासायनिक तत्व आगे बहु-चरणीय रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। अपघर्षक सामग्री और वर्कपीस सामग्री के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया पीसने वाले पहिये के रासायनिक घिसाव का एक महत्वपूर्ण कारक है।
• प्रसार पहनना:जब ग्राइंडिंग व्हील वर्कपीस को पीसता है, तो ग्राइंडिंग व्हील और वर्कपीस की सतह पर तत्व उच्च तापमान पर फैल जाते हैं, जिससे अपघर्षक अनाज की सतह परत कमजोर हो जाती है और घिसाव होता है। उच्च तापमान और दबाव के तहत दो बारीकी से संपर्क करने वाली धातु सामग्री, एक निश्चित पीसने के समय के बाद संपर्क क्षेत्र में फैल जाएगी, जिससे पीसने वाला पहिया खराब हो जाएगा।
• थर्मल तनाव फ्रैक्चर पहनना:वर्कपीस को पीसने के दौरान, अपघर्षक कण तुरंत उच्च तापमान पर पहुंच जाते हैं और फिर पीसने वाले तरल पदार्थ की कार्रवाई के तहत तेजी से ठंडा हो जाते हैं। बार-बार रुक-रुक कर ठंडा करने और गर्म करने पर, अपघर्षक दानों में थर्मल तनाव बढ़ जाता है, जिससे अपघर्षक दानों की सतह पर दरारें और दरारें पड़ जाती हैं। थर्मल तनाव मुख्य रूप से थर्मल चालकता, थर्मल विस्तार के गुणांक और पीसने वाले तरल पदार्थ से संबंधित है। तापीय चालकता तापीय तनाव के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जबकि तापीय विस्तार का गुणांक तापीय तनाव के सीधे आनुपातिक होता है। पीसने वाले तरल पदार्थ का प्रदर्शन जितना बेहतर होगा, वर्कपीस की सतह का तापमान उतना ही कम होगा और थर्मल तनाव उतना ही अधिक होगा।