Mga Serbisyo sa CNC Grinding para sa Mga Kinakailangan sa Surface Finish

Ang pagkamit ng tumpak na mga surface finish (Ra < 0.4 μm) ay nananatiling mahalaga para sa mga high-wear components sa aerospace at medical implants. Sinusuri ng pag-aaral na ito ang epektibidad ng multi-axis CNC grinding gamit ang isinagawang eksperimentasyon. Ang mga measurement ng surface roughness (Taylor Hobson Surtronic S128 profilometer) at metallographic analysis (Zeiss Axio Imager microscope) ay isinagawa sa 316L stainless steel at Inconel 718 na mga specimen sa ilalim ng kontroladong mga parameter. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang adaptive wheel dressing protocols na pinagsama sa minimum quantity lubrication (MQL) ay nagbawas ng Ra values ng 32% ± 3% kumpara sa konbensional na flood cooling. Ang residual stress analysis (X-ray diffraction) ay nagkumpirma ng pagbuo ng compressive layer (≥150 MPa) na may kaugnayan sa naunlad na fatigue performance. Ang mga natuklasan ay nagpapakita ng mga paraan na maaaring ulitin upang makamit ang sub-micron finishes na mahalaga para sa sealing surfaces at biocompatible interfaces.

1. pagpapakilala
Ang mga kinakailangan sa tapos na ibabaw na mas mababa sa Ra 0.4 μm ay naging mahalaga sa iba't ibang industriya ng kawastuhan (Lechner et al., 2023). Ang mga ibabaw ng artikulasyon ng medikal na implant at mga komponen ng sistema ng gasolina sa aerospace ay ilang halimbawa ng aplikasyon kung saan ang integridad ng ibabaw na dulot ng paggiling ay direktang nakakaapekto sa pagganap. Ang mga kasalukuyang hamon ay kinabibilangan ng pagkamit ng pare-parehong tapos na antas ng micron habang kinokontrol ang mga naapektuhang lugar ng init at mga residual stresses. Itinatag ng imbestigasyong ito ang mga masusukat na kaugnayan sa pagitan ng mga parameter ng CNC grinding at mga resultang katangian ng ibabaw.

2. Metodolohiya

2.1 Disenyo ng Eksperimento
Isang full factorial design (Talaan 1) ay nagsubok ng tatlong mahahalagang parameter:

• Bilis ng gulong: 30/45 m/s

• Rate ng pagpapakain: 2/5 μm/pass

• Diskarte sa paglamig: Flood/MQL

Talaan 1: Mga Parameter ng Eksperimento

2.2 Mga Materyales at Kagamitan

• Mga Workpieces: 316L SS (ASTM F138), Inconel 718 (AMS 5662)

• Galingan: Studer S41 CNC na may CBN wheels (B181N100V)

• Metrolohiya:

  • Kapaspasan ng ibabaw: Taylor Hobson Surtronic S128 (ISO 4288)

  • Microstruktura: Zeiss Axio Imager A2m, 500× magnification

  • Tirang stress: Proto LXRD Cr-Kα radiation

2.3 Protokol sa Muling Maisagawa

1. Paggawa ng gilingan: Single-point diamond dresser (5 μm depth, 0.1 mm/rev)

2. Kapaligiran: 20°C ± 1°C, 45% ± 5% RH

3. Pagpapatunay: 5 ulit na pagsusulit kada set ng parameter

3. Mga Resulta at Pagsusuri

Figure 1: Kapaspasan ng Ibabaw vs. Mga Parameter ng Pagpapino

Mga pangunahing natuklasan:

• Ang MQL ay binawasan ang average na Ra ng 29.7% (316L) at 34.2% (Inconel 718) kumpara sa pagpapalamig nang buo

• Pinakamahusay na kombinasyon: 45 m/s bilis ng gulong + 2 μm/pass feed + MQL (Ra 0.21 μm ± 0.03)

• Mas mataas na bilis ng gulong ay binawasan ang subsurface microcracks ng 60% (p<0.01)

4 Talakayan

4.1 Interpretasyon ng Mekanismo
Ang pagbaba ng Ra sa ilalim ng MQL ay umaayon sa nabawasang thermal gradient (Marinescu et al., 2021). Mas mababang init ay nagpapakaliit sa pagmaliw ng materyales at susunod na plastic deformation habang nasa interaksyon ang abrasives. Ang resulta ng XRD ay nagkakumpirma ng compressive stresses (-210 MPa) sa pinakamahusay na parameter, nagpapahusay ng buhay na pagkapagod.

4.2 Mga Limitasyon
Ang mga resulta ay partikular sa materyales; ang mga titanium alloy ay nangangailangan ng hiwalay na parameter optimization. Ang pag-aaral ay hindi kasama ang mga komplikadong geometry na nangangailangan ng profile grinding.

4.3 Aplikasyon sa Industriya
Ang pagpapatupad ng adaptive dressing cycles bawat 50 bahagi ay nagpanatili ng Ra consistency sa loob ng 8%. Para sa hydraulic valve bodies, binawasan ng protocol na ito ang leak rate ng 40% sa panahon ng qualification testing (ISO 10770-1).

5. konklusyon
Ang multi-axis CNC grinding ay nakakamit ng sub-micron finishes kapag pinagsama ang mataas na wheel speeds (≥45 m/s), mababang feed rates (≤2 μm/pass), at MQL cooling. Ang methodology na ito ay gumagawa ng metallurgically sound surfaces na may compressive residual stresses na mahalaga para sa dynamic-load components. Ang susunod na pananaliksik ay dapat tumugon sa curved-surface grinding optimization at in-process monitoring integration.