مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مکانیزم صفحه لپ خارج از مرکز برای لپینگ ساچمه‌های سرامیکی

نویسندگان
محمدرضا درمیانی 1
حسین امیرآبادی 2
1 دانشگاه بیرجند، بیرجند.
2 دانشیار گروه مکانیک دانشگاه بیرجند
چکیده
ساچمه‌های سرامیکی از جمله قطعاتی هستند که امروزه به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه‌ای که دارند مورد توجه صنعت قرار گرفته‌اند. ساچمه‌های سرامیکی به روش متالورژی پودر تولید می‌شوند. در نهایت توسط فرآیندهای سنگ‌زنی، لپینگ و پولیش‌کاری به صافی سطح، گردی و قطر موردنظر می‌رسد. از آن‌جا که فرآیند پرداخت‌کاری لازم برای پرداخت سرامیک‌ها تا کیفیت سطح و دقت هندسی موردنظر زمان‌بر و گران است، ایجاد یک روش پرداخت‌کاری اقتصادی‌، مسئله‌ای مهم در کاربرد ساچمه‌های سرامیکی است. در این مقاله مکانیزمی برای لپینگ ساچمه‌های سرامیکی پیشنهاد شده است. مکانیزم پیشنهادی از دو صفحه لپ تشکیل گردیده است. صفحه لپ پایینی دارای شیار غیرهم‌مرکز V شکل و به صورت خارج از مرکز دوران صفحه لپ بالا قرار می‌گیرد. تحلیل سینماتیکی مکانیزم پیشنهادی انجام گردیده است و خط سیر لپینگ بر روی سطح ساچمه بررسی گردیده است. نتایج تحلیل سینماتیکی و خط سیر لپینگ نشان می‌دهد که در مکانیزم پیشنهادی نرخ براده‌برداری و مقدار گردی ساچمه افزایش می‌یابد. در مجموع راندمان و بهره‌وری عملیات لپینگ ساچمه‌ها برای دست‌یابی به صافی سطح و میزان گردی موردنظر را بهبود می‌دهد و می‌تواند با افزایش نرخ براده‌برداری، سرعت انجام عملیات را بالا برده و زمان انجام فرآیند را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها
لپینگ
ساچمه‌های سرامیکی
تحلیل سینماتیکی
خط سیر لپینگ

عنوان مقاله English

Eccentric lap plate mechanism for ceramic balls lapping

نویسندگان English

Mohammad Reza Darmiyani 1
Hossein Amirabadi 2
1 Birjand university, Birjand.
چکیده English

Among the pieces are ceramic balls that are special because of the physical and mechanical properties that have been the industry's attention. Ceramic balls are produced by powder metallurgy way. Finally, by grinding, lapping and polishing processes is reached to surface smoothness, roundness and diameter of the desired. Since the required finishing process to ceramic finishing for surface quality and geometry accuracy of the desired is Time consuming and expensive, creating an economical finishing way is an important issue in the application of ceramic balls. In this article, a mechanism for ceramic balls lapping is proposed. Proposed mechanism consist of two lap plates. Lower lap plate has an eccentric v-shaped groove and placed on out of upper lap plate rotation center. Kinematic analysis of proposed mechanism has been done and lapping trajectory has been investigated on the ball surface. The results of kinematic analysis and lapping trajectory show that the proposed mechanism increases removal rate and roundness of the ball. In general, efficiency and productivity of balls lapping process will improve to achieve the desired surface smoothness and roundness. It can increase the speed of operation and reduce the process time by increasing removal rate.

کلیدواژه‌ها English

Lapping
Ceramic balls
Kinematic analysis
Lapping trajectory
[1] O. Sunanta, Flat Surface Lapping: Process Modeling in an Intelligent Environment, PhD Thesis, University of Pittsburgh, 2002.
[2] A. Uplaonkar, Experimental Investigation of Unbonded Magnetic Abrasive Polishing (UMAP) of Silicon Nitride Balls, PhD Thesis, Oklahoma State University, 2005.
[3] T. Kurobe, T. Morita, N. Tsuchihashi, Super fine finishing ceramic ball using spin angle controlled machining method, Journal of the Japan Society for Precision Engineering, Vol. 70, pp. 1392-1396, 2004.
[4] J. Kang, M. Hadfield, A study on the lapping of ceramic balls, WIT Transactions on Engineering Sciences, Vol. 25, pp. 389-399, 1999.
[5] B. Zhang, A. Nakajima, Spherical surface generation mechanism in the grinding of balls for ultraprecision ball bearings, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, Vol. 214, pp. 351-357, 2000.
[6] R. T. Lee, Y. C. Hwang, Y. C. Chiou, Lapping of ultra-precision ball surfaces. Part II. Eccentric V-groove lapping system, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 46, pp. 1157-1169, 2006.
[7] W. Ma, High Efficiency Ultra-Precision Grinding of Ceramic Balls, PhD Thesis, Saga University, 2013.
[8] T. K. Doi, T. Kasai, H. K. Tonshoff, 6 - Lapping and Polishing, Handbook of Ceramic Grinding & Polishing, pp. 354-442, ed Norwich, NY: William Andrew Publishing, 1999.
[9] J. Kang, M. Hadfield, A novel eccentric lapping machine for finishing advanced ceramic balls, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 215, No. 6, pp. 781-795, 2001.
[10] M. Feng, Y. Wu, J. Yuan, Z. Ping, Processing of high-precision ceramic balls with a spiral V-groove plate, Frontiers of Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 1, pp. 132-142, March 01, 2017.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 265-272