Memahami Teori Roda Gerinda: Hubungan Utama untuk Efisiensi Pengolahan Logam

Pendahuluan Teori Penggerusan

Tujuan teori penggerusan adalah untuk menetapkan hubungan antara penyediaan radial, gaya pada setiap butir abrasif roda gerinda, kecepatan roda gerinda, kecepatan benda kerja, dan diameter keduanya. Gambar 20.5 menunjukkan bagian diperbesar dari roda gerinda dan benda kerja yang saling bersentuhan.

Terlihat bahwa ketika butir abrasif mulai masuk atau menembusi materi, seperti di titik A, kedalaman potong adalah nol, kemudian meningkat secara bertahap seiring putaran roda dan benda kerja, dan mencapai nilai minimum di suatu titik sepanjang busur kontak antara roda dan benda kerja.

Karena roda biasanya berputar jauh lebih cepat dari benda kerja, titik kedalaman potong maksimum hampir sama dengan titik di mana roda meninggalkan benda kerja. Kedalaman maksimum ini dikenal sebagai kedalaman potong butir (dilambangkan dengan huruf t).

Biarkan diameter benda kerja dan roda gerinda adalah D, dan kecepatan permukaannya masing-masing adalah v dan V. Biarkan T adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah butir pada roda gerinda untuk bergerak dari A ke B. Maka busur AB = V × T.

Selama waktu ini, suatu titik pada roda di A hanya dapat Bergerak hingga C seperti yang ditunjukkan pada Gambar 20.5. Maka busur AC = v × T. Jelasnya ACB yang ditunjukkan dengan area berlapis menjadi sekop dengan ketebalan maksimum CD.

Dengan mengatur kedalaman potong butir, roda gerinda dapat dibuat untuk bertindak lebih lunak atau lebih keras, baik dengan meningkatkan atau menurunkan kedalaman potong butir. CD juga dapat bervariasi dengan mengubah kecepatan benda kerja atau penyediaan radial.

AC sebagai busur yang sangat kecil dapat diperlakukan sebagai garis lurus.

∴ CD = AC sin (α + β) = v × T sin (α + β)

(α dan β adalah sudut yang dibentuk oleh busur kontak di pusat roda dan benda kerja.)

Karena tidak ada satu butir tunggal yang melakukan tindakan pemotongan, jika ada N jumlah butir per satuan panjang lingkaran roda (N dapat diukur dengan menggulirkan roda pada kaca berasap dan menghitung tanda yang tersisa di bawah mikroskop) maka ketebalan sekop maksimum per butir atau kedalaman potong butir dapat diturunkan.

Dari persamaan (1), jelas bahwa kedalaman potong butir bervariasi sebanding langsung dengan kecepatan benda kerja, sebanding terbalik dengan kecepatan roda, dan sebanding langsung dengan sin (α + β).

Dari di atas, fakta berikut diperoleh yang berkaitan dengan tindakan roda selama pemotongan. Ini diturunkan dengan asumsi hanya ada satu variabel dan faktor lain tetap konstan. Dalam praktik nyata, ini harus disesuaikan dengan faktor lain untuk menghasilkan hasil yang memuaskan.

Karena penyediaan radial (f) sangat kecil dibandingkan dengan D dan d, f² dapat diabaikan.

Jelas dari persamaan di atas bahwa penurunan ketebalan sekop rata-rata 't' mungkin dengan peningkatan kecepatan roda V. Penurunan ketebalan sekop mengarah pada finishing permukaan yang lebih baik, toleransi geometris yang lebih ketat karena gaya penggerusan yang lebih rendah, integritas permukaan, dan stres yang lebih rendah pada komponen.

Jadi semua keuntungan ini mungkin dengan peningkatan kecepatan roda gerinda dan dengan demikian ada tendensi untuk mencapai kecepatan penggerusan setinggi mungkin dalam aplikasi penggerusan presisi.

Sekarang gaya pada setiap butir abrasif roda gerinda proporsional dengan luas sekop yang terbentuk, yang proporsional dengan kuadrat kedalaman potong butir.

Dari persamaan (3), kesimpulan yang sangat penting tentang perilaku roda gerinda dapat diperoleh.

Jelas butir akan pecah dari roda jika gaya melebihi kekuatan perekat; jadi dari persamaan (3), peningkatan kecepatan benda kerja lebih efektif dalam memecahkan butir dibandingkan dengan meningkatkan penyediaan radial.

Untuk roda lunak, V harus tinggi, dan untuk roda keras v harus tinggi. Juga jika D dan d hampir sama seperti dalam penggerusan dalam, maka [(Z) + d)/Dd] juga kecil dan dengan demikian roda lunak diperlukan. Dalam penggerusan luar di mana [(D + d)/Dd] sangat besar, F akan lebih besar dan dengan demikian roda keras diperlukan untuk melawan gaya tinggi per butir. Secara sama dari persamaan (1), (2) dan (3), kesimpulan yang sangat penting dapat diturunkan.

Untuk produktivitas yang lebih tinggi, laju pengambilan materi harus tinggi. Untuk tujuan ini, abrasif harus dapat menahan gaya penggerusan yang lebih tinggi, tetap tajam untuk waktu yang lebih lama dan pecah untuk mengekspos tepi pemotongan baru.

Dimensi Sekop dalam Penggerusan Permukaan

Panjang segmen tak terbentuk l dalam penggerusan permukaan l = √Dd

Ketebalan segmen tak terbentuk t,

C = jumlah titik pemotongan per satuan luas lingkaran roda dan diperkirakan dalam kisaran 0,1 hingga 10 per mm²

r = rasio lebar segmen terhadap ketebalan segmen tak terbentuk rata-rata. Nilai perkiraannya antara 10 dan 20.