Surface Formation in Creep Feed Grinding of Advanced Ceramics with and without Ultrasonic Assistance

Uhlmann, Eckart; Spur, Günter

doi:10.1016/s0007-8506(07)62828-5

Cited by 119 publications

(57 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Do nowoczesnych i niekonwencjonalnych technik szlifowania zalicza się szlifowanie z dużą prędkością obwodową ściernicy [5], szlifowanie głębo-kie [2], [9], [14] oraz kombinację tych dwóch technik -szlifowanie wysoko wydajne (High Efficiency Deep Grinding -HEDG) [6], szlifowanie z efektywnym doprowadzeniem i ograniczonym wydatkiem cieczy chłodząco -smarującej (CCS) [7], szlifowanie kompletne [8] oraz szlifowanie z dużą prędkością przedmiotu (Speed -Stroke Grinding -SSG) [4]. Obróbka ścierna materiałów twardych i kruchych oraz ceramicznych materiałów technicznych coraz częściej prowadzona jest jako hybrydowe procesy [3].…”

Section: Wstępunclassified

The Influence of vibration assisted grinding process on the state of plane surface

Bechciński

Pawłowski

2015

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dotyczące wpływu procesu szlifowania wibracyjnego płasz-czyzn na obniżenie wartości wybranych parametrów stanu powierzchni. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych materiałów przedmiotu obrabianego oraz z zastosowaniem dwóch różnych rodzajów ściernic. Za pomocą szlifowania wibracyjnego przeprowadzonego przy wybranych parametrach wprowadzonych drgań otrzymano poprawę stanu powierzchni obrabianej w postaci zmniejszenia falistości.SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie wibracyjne płaszczyzn, badania eksperymentalne, stolik wibracyjny, chropowatość i falistość powierzchniThe article presents the results of experimental studies on the impact of vibration assisted flat grinding process on the reduction of the selected parameters of state of the surface. Tests were conducted for two different workpiece materials and using two different types of grinding wheels. Vibration assisted flat grinding performed with selected vibration parameters proved to be beneficiary for obtaining better state of plane surface with lower waviness. KEYWORDS: vibration assisted flat grinding process, experimental studies, vibratory table holder , surface roughness and waviness WstępStały postęp, zachodzący w budowie szlifierek, ściernic oraz stosowanych procesach przyczynia się do zwiększenia wydajności i elastyczności obróbki oraz pozwala na obniża-nie kosztów wytwarzania [13]. Do nowoczesnych i niekonwencjonalnych technik szlifowania zalicza się szlifowanie z dużą prędkością obwodową ściernicy Obróbka ścierna materiałów twardych i kruchych oraz ceramicznych materiałów technicznych coraz częściej prowadzona jest jako hybrydowe procesy [3]. Polegają one na jednoczesnym wykorzystywaniu różnych form energii do usuwania naddatku obróbkowego. Jednym z takich procesów jest szlifowanie wibracyjne, w którym do kinematyki konwencjonalnego szlifowania dołożono dodatkowy ruch oscylacyjny o określonej częstotliwości i amplitudzie.Drgania wspomagające mogą być wprowadzane na przedmiot lub na ściernicę, w różnych kierunkach. Wprowadzane drgania do procesu szlifowania wywołują zmiany kierunku prędkości szlifowania oraz mechanizmów kształ-towania warstwy wierzchniej przedmiotu i zużycia ściernicy. Ponadto wpływają korzystnie na strukturę śladów obróbko-wych i obniżenie siły szlifowania. Zmniejszają ryzyko powstawania siatki mikropęknięć i przypaleń poprzez zmniejszenie odkształceń cieplnych szlifowanej powierzchni [12].Duże możliwości podwyższenia jakości wytwarzanych wyrobów daje odpowiednie ukształtowanie dynamiki procesu skrawania. Oznacza to taki wybór parametrów charakteryzujących proces obróbki by zapewniona była odpowiednia jakość i dokładność wymiarowa obrabianej powierzchni pomimo występujących niekorzystnych zjawisk dynamicznych. W procesie szlifowania ze wspomaganiem drganiami zmienia się długość styku pojedynczego ziarna ściernego. Schemat poglądowy kinematyki skrawania pojedynczym ziarnem ściernym w procesie szlifowania przeciwbieżnego płaszczyzn z drganiami wspomagającymi zilustrowano na rysunku 1. P...

show abstract

Section: Wstępunclassified

The Influence of vibration assisted grinding process on the state of plane surface

Bechciński

Pawłowski

2015

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Ultrasonic assistance (USA) significantly changes the grinding mechanisms activated during the cutting process (Uhlmann and Spur, 1998). USA superimposes a vibratory motion on the conventional grinding kinematics.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Parametric experimental study and design of experiment modelling of sapphire grinding

Wasmer

Pochon

Sage

et al. 2017

Journal of Cleaner Production

View full text Add to dashboard Cite

a b s t r a c tThis study investigates and models the grinding process of single crystal sapphire. Five parameters: the wheel speed, the feed speed, the vertical feed, the ultrasonic assistance and the crystallographic direction were considered via a design of experiments (DoE) approach. The responses were multiple but can be divided in three groups: the process, the machine and the grinding quality. DoE results revealed that the parameters interact in a complex manner and depends on the responses. Therefore, to gain a better understanding of the grinding process of sapphire, the interactions between parameters have also to be taken into consideration. It was found that three main parameters have the largest influences on the tangential grinding forces: the wheel speed, the feed speed and the vertical feed. In contrast, the median defect area is mainly impacted by the quadratic effects of the wheel speed and vertical feed followed by various interactions. After an optimization procedure, the second optimum for the tangential forces was found to be very close to the best optimum for the median defect area. The optimum solution is: a wheel speed of 7 0 500 rpm, a feed speed of 60 mm/min, a vertical feed of 12.5 mm/pass, no ultrasonic assistance and grinding along the c-axis. This set of parameters was validated with additional and repeated tests on both Verneuil and Kyropouloas sapphire. Finally, it came out that the optimum solution has also a very good productivity.

show abstract

“…Additionally, they also indicated that the ultrasonic superposition would expose the bond material to the higher mechanical loads, which would accelerate its splitting, hereby weakening the bonding strength, leading to the abrasive dislodgements prematurely. Based on the systemic investigation on the geometrical characteristics of the scratch produced by an isolated abrasive and the specific process kinematics aroused by the ultrasonic superposition, Uhlmann and Spur [4] demonstrated that the repeated contact disruptions between the abrasive and the material would facilitate the coolant penetration into the active areas. In this context, the average frictional coefficient would evidently decrease, hereby restraining the graphitization and flattening of the abrasive.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Influences of high-frequency vibration on tool wear in rotary ultrasonic machining of glass BK7

2015

Int J Adv Manuf Technol

View full text Add to dashboard Cite

This investigation represented a fundamental research on the potential effects of the ultrasonic on the tool wear involved in rotary ultrasonic machining (RUM) of glass BK7 process. Comparative examinations of the profile deviations and abrasive morphologies of the two diamond tools produced with and without ultrasonic were conducted with optical microscopy, 3-D optical profiler, and scanning electron microscopy (SEM), and their resultant effects on the dimension accuracy and the surface quality of the machined component were also explored. Giving consideration to the strain rate effects of the material provoked by the ultrasonic superposition, the split Hopkinson pressure bar (SHPB) experiments were employed to validate their effects on the dynamic mechanical properties of glass BK7. Afterward, the active mechanisms of abrasive splitting were investigated theoretically. It was found that the ultrasonic superposition by means of suppressing the abrasive dislodgments reduced the profile deviation of the diamond tool, hereby improving the dimensional accuracy of the component. Furthermore, superimposing an ultrasonic vibration would prolong the service life of the abrasives, and this wear-resistant capacity would increase the amount of the working abrasives, thus improving the specimen surface quality. The morphological observations of the abrasives revealed that ultrasonic superposition led to the splitting characteristics converted from transgranular cracking (macrosplintering) to conchoidal fracture (microsplintering). The dynamic mechanical properties of glass BK7 would increase its Young's modulus, which would reduce the crack nucleation depth in the abrasive, leading the conversion of the splitting appearances.

show abstract

Surface Formation in Creep Feed Grinding of Advanced Ceramics with and without Ultrasonic Assistance

Cited by 119 publications

References 6 publications

The Influence of vibration assisted grinding process on the state of plane surface

The Influence of vibration assisted grinding process on the state of plane surface

Parametric experimental study and design of experiment modelling of sapphire grinding

Influences of high-frequency vibration on tool wear in rotary ultrasonic machining of glass BK7

Contact Info

Product

Resources

About