Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาอุปกรณ์แสดงผลและศึกษาสภาวะปัจจัยที่มีผลต่อแรง เจียรขึ้นรูปทรงกลม

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of monitoring equipment and study on effective factors to spherical grinding force

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

สมชาย พัวจินดาเนตร

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมอุตสาหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.1510

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ (1) ศึกษาความเร็วรอบจานขัดและอัตราการป้อนชิ้นงานที่มีผลต่อกระบวนการเจียรขึ้นรูปทรงกลม และ (2) เพื่อพัฒนาอุปกรณ์แสดงผลของแรงที่มีผลต่อกระบวนการเจียรขึ้นรูปทรงกลม การดำเนินการศึกษา ได้ทำการศึกษาและวิเคราะห์เฟส คุณสมบัติเชิงกายภาพ และเชิงกลของวัสดุที่นำมาใช้ ได้ประยุกต์เครื่องทดสอบความล้า โดยติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติม ได้แก่ มอเตอร์ผกผัน แผ่น ร่องรูปโค้ง และอุปกรณ์วัดแรง ซึ่งประกอบด้วย ไดนาโมมิเตอร์ เครื่องขยายสัญญาณประจุ และ ออสซิโลสโคป ที่ใช้ความถี่ในการเก็บข้อมูล 10 มิลลิวินาที ต่อตัวอย่างสัญญาณ ชิ้นงานเริ่มต้นเป็นวัสดุซิลิเกตทรงลูกบาศก์ขนาดด้านละ 21.0 มิลลิเมตร ทำการเจียรโดยใช้ความเร็วรอบจานขัดตั้งแต่ 200 ถึง 1000 รอบต่อนาทีและอัตราการป้อนชิ้นงานตั้งแต่ 1 ถึง 60 มิลลิเมตรต่อนาที ผลการศึกษาพบว่า (1) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นงานหลังการเจียรไม่ขึ้นกับความเร็วรอบจานขัด (N) และอัตราการป้อนชิ้นงาน (f) (2) รูปร่างชิ้นงานที่เกิดขึ้นมีรูปทรงต่างๆ ได้แก่ ทรงรูปไข่ ทรงกลม ทรงกลมผิวบิดเบี้ยว และทรงกรวย (3) การเจียรขึ้นรูปให้ได้ทรงกลมจะขึ้นกับช่วงความเร็วรอบจานขัดและอัตราการป้อนชิ้นงาน เช่น ความเร็วรอบจานขัด 300 ถึง 400 รอบต่อนาที สามารถใช้กับอัตราการป้อนชิ้นงาน 1 ถึง 20 มิลลิเมตรต่อนาที เป็นต้น (4) จากขอบเขตที่การเจียรขึ้นรูปทรงกลมได้ พบว่า เมื่อเพิ่มความเร็วรอบจานขัด (N) และลดอัตราการป้อนชิ้นงาน (f) มีผลให้แรงในแนวเส้นสัมผัส (Ft) และแรงกดปกติ (Fn) มีค่าลดลง มีความสัมพันธ์ คือ Ft = 1.46N[superscript -0.43] f[superscript 0.5] และ Fn = 23.5N[superscript -0.92] f[superscript 0.49] ด้วย R[superscript 2] เท่ากับ 0.584 และ 0.589 ตามลำดับ (5) สภาวะที่ใช้แรงเจียรที่น้อยที่สุด คือ ความเร็วรอบจานขัด 400 รอบต่อนาทีและอัตราการป้อนชิ้นงาน 1 มิลลิเมตรต่อนาที (6) อัตราส่วนแรง Ft/Fn (μ) ที่ เพิ่มขึ้นเป็นผลมาจากเฉพาะความเร็วรอบจานขัดที่เพิ่มขึ้น และมีความสัมพันธ์ คือ μ = 0.08N[superscript 0.44] ด้วย R[superscript 2] = 0.906 (7) ที่ความเร็วรอบจานขัด 200 รอบต่อนาที ให้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างการเจียร (μ) น้อยที่สุดเท่ากับ 0.732 นิวตัน/นิวตัน และ (8) อัตราการขจัดเนื้อวัสดุออก (MRR) จะขึ้นกับอัตราการป้อนชิ้นงาน โดยมีความสัมพันธ์ในเชิงเส้น คือ MRR = 16 + 491.5f ด้วย R[superscript 2] = 0.999

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research work aimed to (1) study effect of the rotational speed and the feed rate on spherical forming, and (2) develop the force monitoring device that influences the spherical grinding. Analyzing phase, physical and mechanical properties of silicate material selected were characterized. The fatigue testing machine was applied by assembling with the additional devices, such as an inverter motor, a circular groove pad, and a force monitoring device. The force monitoring device consisted of a dynamometer, a charge amplifier, and an oscilloscope. The grinding force signals were monitored in every 10 ms of times. The work piece with a cubical dimension of 21.0 mm was ground by controlling the constant rotational speed and feed rate varied from 200 to 1,000 revolution/min, and 1 to 60 mm/min, respectively. The study found that (1) the diameter of the ground specimen was significant independent upon the rotational speed (N) and the feed rate (f). (2) The ground specimens were found in different shapes being oval, sphere, distorted sphere, and cone. (3) Considering the spherical shape of round specimen, the rotational speed of 300 to 400 revolution/min with the feed rate of 1 to 20 mm/min could be applied. (4) The tangential force (Ft) and normal force (Fn) each related to rotational speed and feed rate as Ft = 1.46N[superscript -0.43] f[superscript 0.5] with R[superscript 2] = 0.584 and Fn = 23.5N[superscript -0.92] f[superscript 0.49] with R[superscript 2] = 0.589 respectively. (5) Using the rotational speed of 400 revolution/min and the feed rate of 1 mm/min provided the minimum tangential and normal grinding force of 0.092 and 0.078 N, respectively. (6) The force ratio of Ft/Fn (μ) was increased with increasing rotational speed, as μ = 0.08N[superscript 0.44] ; R[superscript 2] = 0.906. (7) Using the rotational speed at 200 revolution//min could provide the minimum grinding friction coefficient (μ) of 0.732 N/N. and (8) The removal rate (MRR) was a linear correlated with the feed rate as MRR = 16 + 491.5f with R[superscript 2] = 0.999.

Link to Full Text

Share

COinS