เมื่อขัดผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่โดยใช้วิธีการขัดเชิงกลแบบดั้งเดิม ล้อเจียรจะสัมผัสชิ้นส่วนที่ยกขึ้นอันเกิดจากการเสียรูปจากความเค้นก่อน ส่งผลให้เกิดข้อเสียเปรียบ เช่น เวลาในการขัดนานขึ้นและความหนาในบริเวณนั้นลดลง ในเรื่องนี้ ผู้เขียนได้ออกแบบและใช้อุปกรณ์ยึดแบบแกว่งคู่เพื่อให้พื้นผิวขัดเงาสัมผัสกับหน้าปลายของล้อเจียรได้อย่างเหมาะสมในระหว่างกระบวนการขัดเงา บทความนี้จะอธิบายคุณลักษณะและผลการใช้งานของอุปกรณ์กระบวนการใหม่นี้เป็นหลัก

1. ผลิตภัณฑ์ PCD

นับตั้งแต่การถือกำเนิดของผลิตภัณฑ์ PCD ในทศวรรษปี 1970 ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ พลังงาน ยานยนต์ การขุดเจาะทางธรณีวิทยา และสายเคเบิล เนื่องมาจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่ได้ก้าวไปข้างหน้าอีกมากในด้านความสามารถและระดับการประมวลผลเชิงกล โดยความแม่นยำในการประมวลผลและคุณภาพพื้นผิวได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และประสิทธิภาพในการประมวลผลเพิ่มขึ้นหลายสิบเท่าหรือหลายร้อยเท่า ผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดสำหรับตัดวัสดุต่างๆ เพื่อที่จะหักเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานที่กำลังประมวลผล พื้นผิว PCD ของผลิตภัณฑ์ PCD ส่วนใหญ่จำเป็นต้องได้รับการขัดจนมีผิวเงาสะท้อน (ความหยาบของพื้นผิว Ra ≦ 0.05μm) แม้ว่าวัสดุหลายชนิดจะนำเสนอเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การขัดผิว PCD ด้วยไฟฟ้าเคมีและการขัดผิว PCD ด้วยอัลตราโซนิก แต่การขัดผิว PCD ด้วยเครื่องจักรยังคงได้รับความนิยมในการใช้งานการผลิตจำนวนมากในอุตสาหกรรม

2. การเลือกพารามิเตอร์การขัดพื้นผิว PCD

กระบวนการขัดผิว PCD ด้วยกลไกเป็นกระบวนการขัดด้วยเพชรโพลีคริสตัลไลน์และการคาร์บูไรเซชัน เนื่องจากเพชรโพลีคริสตัลไลน์มีความแข็งสูง โดยทั่วไปแล้วจึงขัดด้วยผงขัดเพชร (ยาขัด) พร้อมแผ่นเหล็กหล่อหรือล้อเจียร การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าประสิทธิภาพในการขัดด้วยผงขัดเพชร (แป้ง) และแผ่นเหล็กหล่อนั้นต่ำเกินไป และคนส่วนใหญ่จึงใช้ล้อเจียรในการขัด (ล้อเจียรมีพื้นที่สัมผัสกับพื้นผิวขัดของชิ้นงานขนาดใหญ่และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย)

ข้อกำหนดคุณภาพการขัดผิว PCD:

(1) ความหยาบผิว Ra ≤ 0.05 μm

(2) พื้นผิวมีความเงาสม่ำเสมอและไม่มีพื้นผิวหักเหแสง

(3) ไม่มีขอบที่ไม่ขัดเงา

(4) วงแหวนทื่อและไม่เรียบ

(5) ไม่มีรอยขีดข่วนหรือการปนเปื้อน

เพื่อให้บรรลุข้อกำหนดด้านคุณภาพของการขัดผิว PCD เมื่อใช้ล้อเจียรเพื่อการขัดเชิงกล จำเป็นต้องเลือกความกว้างของล้อเจียร ความเข้มข้นและขนาดของอนุภาค ความเร็วของล้อเจียรและชิ้นงาน แรงกดในการขัด และเวลาในการแต่งล้อเจียรอย่างเหมาะสม

ประการแรกควรเลือกขนาดอนุภาคและความเข้มข้นของล้อเจียรให้เหมาะสม หากขนาดอนุภาคหยาบเกินไป จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความหยาบของพื้นผิวสำหรับการขัดชิ้นงานได้ หากขนาดอนุภาคละเอียดเกินไป ประสิทธิภาพการประมวลผลจะต่ำ เม็ดขัดจะยังคมอยู่ชั่วระยะเวลาสั้นๆ แรงเสียดทานระหว่างการขัดจะมาก และอุณหภูมิจะสูงขึ้น ควรเลือกความกว้างของล้อเจียรให้เหมาะสม หากแคบเกินไป อายุการใช้งานจะสั้น ความถี่ในการแต่งล้อเจียรจะสูง พื้นที่สัมผัสระหว่างพื้นผิวขัดเงาของชิ้นงานและล้อเจียรจะเล็ก และประสิทธิภาพในการขัดจะต่ำ หากกว้างเกินไป หน้าปลายของล้อเจียรจะปรับระดับได้ยาก ความแตกต่างของความเร็วเชิงเส้นระหว่างวงแหวนด้านในและด้านนอกของล้อเจียรจะมีมาก ความแตกต่างของการบริโภคระหว่างด้านในและด้านนอกของล้อเจียรจะมีมาก พื้นที่สัมผัสแรงเสียดทานในระหว่างการขัดจะมีมาก และสภาพการกระจายความร้อนของชิ้นงานจะเสื่อมลง ความเข้มข้นสูงของคอรันดัมในชั้นทำงานของล้อเจียรมีประโยชน์ในการลดเวลาการสัมผัสระหว่างล้อเจียรและพื้นผิวขัดเงา แต่มีค่าใช้จ่ายสูง และจะทำให้ล้อเจียรทำงานเร็วเกินไป ซึ่งบางครั้งอาจทำให้พื้นผิวขัดเงาเป็นรอยขีดข่วนได้

ชิ้นงานโดยทั่วไปจะหมุนด้วยความเร็วต่ำในระหว่างกระบวนการขัด ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อชิ้นงานเพื่อรักษาการทำงานที่เสถียร โดยทั่วไปล้อเจียรจะหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิว PCD และพื้นผิวล้อเจียร ส่งผลให้เกิดความร้อน หากล้อเจียรหมุนเร็วเกินไป ความร้อนจากแรงเสียดทานจะสูงเกินไป และไม่สามารถบรรลุข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวการขัดได้

ในระหว่างกระบวนการขัดเงา ต้องใช้แรงกดที่เหมาะสมในขณะที่พื้นผิวที่ขัดเงาสัมผัสกับพื้นผิวของล้อเจียร หากแรงดันต่ำเกินไป อาจทำให้เกิดการสั่นไหวและริ้วรอยบนพื้นผิวที่ขัดเงาได้ง่าย หากแรงดันสูงเกินไป ล้อเจียรจะถูกใช้ไปอย่างรวดเร็ว ไม่เพียงแต่แรงเสียดทานจะร้อนขึ้นเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้มอเตอร์ขับเคลื่อนรับภาระเกินได้อีกด้วย

การกำหนดเวลาในการแต่งผิวล้อเจียรควรเหมาะสม หากไม่ได้ตกแต่งปลายหน้าของล้อเจียรเป็นเวลานาน ล้อเจียรก็จะไม่คม พื้นผิวที่ขัดเงาและปลายหน้าของล้อเจียรจะสัมผัสกันเป็นเวลานาน และประสิทธิภาพการประมวลผลจะต่ำ หากแต่งปลายล้อเจียรบ่อยเกินไป ล้อเจียรจะสึกหรออย่างรวดเร็ว งานขัดที่ไม่สม่ำเสมอและการเปลี่ยนผ่านที่หยาบของหน้าด้านของล้อเจียรจะทำให้พื้นผิวที่ขัดเงาหมองและเกิดรอยขีดข่วนได้ในบางครั้ง

3. ปัญหาเกี่ยวกับวิธีการขัดและอุปกรณ์แบบดั้งเดิม

โครงสร้างของอุปกรณ์ขัดแบบดั้งเดิมคือล้อเจียรหมุนด้วยความเร็วสูง และอุปกรณ์ขัดแบบคงที่ยึดชิ้นงานและหมุนด้วยความเร็วต่ำ พื้นผิวที่ขัดเงาจะสัมผัสกับหน้าปลายของล้อเจียรและใช้แรงสัมผัสในระดับหนึ่ง ศูนย์กลางการหมุนของชิ้นงานและเส้นสัมผัสของล้อเจียรได้รับการกำหนดไว้ พื้นผิว PCD ได้รับการขัดเงาโดยอาศัยแรงเสียดทาน ความร้อน และการคาร์บอไนเซชันร่วมกัน

ในอดีต ผลิตภัณฑ์ PCD มีความหนา และพื้นที่ผิวขัดมีขนาดเล็ก (เล็กกว่าหรือใกล้เคียงกับความกว้างของวงแหวนหน้าปลายล้อเจียร) ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะใช้อุปกรณ์ขัดแบบดั้งเดิมในการขัด ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี การเกิดขึ้นของผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่ทำให้พื้นผิวขัดเงามีขนาดใหญ่กว่าล้อเจียรปลายมากกว่าสองเท่า และความหนาของชิ้นงานก็บางกว่าในอดีตมาก เมื่อพื้นที่ผิวขัดของผลิตภัณฑ์ PCD มีขนาดใหญ่กว่า 26 ตร.ซม. และมีความหนาไม่เกิน 2 มม. แผ่นบางจะเสียรูปเนื่องจากความเครียด ทำให้ความเรียบของพื้นผิวขัดแย่ลง และขัดได้ยากขึ้น มีปัญหาต่อไปนี้ในการประมวลผลชิ้น PCD พื้นที่ขนาดใหญ่โดยใช้เครื่องมือขัดแบบดั้งเดิม:

(1) จุดศูนย์กลางการหมุนของอุปกรณ์ (และชิ้นงานที่ยึดไว้) ของอุปกรณ์ขัดเงาทั่วไปไม่มีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับหน้าปลายของล้อเจียร เมื่อพื้นผิวขัดเงาสัมผัสกับล้อเจียร การกระจายตัวของจุดสัมผัสเริ่มต้น (หรือพื้นผิว) บนพื้นผิวขัดเงาทั้งหมดมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะกระบวนการขัดเงาจะขยายออกไปรอบจุด (หรือพื้นผิว) เหล่านี้ หากมีจุดสัมผัสเริ่มต้น (หรือพื้นผิว) เพียงไม่กี่จุด (เรียกว่าไม่พอดี) และจุดเหล่านี้ค่อนข้างกระจุกตัวในบริเวณนั้น จุดอื่นๆ (หรือพื้นผิวอื่นๆ) จะสามารถสัมผัสกับหน้าด้านท้ายของล้อเจียรได้ก็ต่อเมื่อกำจัดจุดหรือพื้นผิวเหล่านี้ออกไปเท่านั้น ซึ่งจะเปลี่ยนการขัดพื้นผิวให้เป็น “การขัดแบบถอดออก” เนื่องจากเพชรโพลีคริสตัลลีนมีความแข็งและล้อเจียรที่ใช้ในการขัดมีความสามารถในการตัดต่ำ จุดสัมผัส (หรือพื้นผิว) จึงขยายตัวช้ามาก ส่งผลให้เวลาในการขัดนานเกินไปและประสิทธิภาพการประมวลผลลดลง

(2) เนื่องจากเส้นสัมผัสระหว่างศูนย์กลางการหมุนของชิ้นงานและหน้าปลายของล้อเจียรได้รับการแก้ไข แม้ว่าทุกส่วนของพื้นผิวขัดเงาจะสัมผัสกับล้อเจียร (ตรงกันโดยสมบูรณ์) เมื่อความกว้าง (ความยาวหรือเส้นผ่านศูนย์กลาง) ของพื้นผิวขัดเงาของชิ้นงานมากกว่าความกว้างของวงแหวนล้อเจียร ความน่าจะเป็นของการสัมผัสที่แต่ละส่วนจะแตกต่างกัน และความน่าจะเป็นของการสัมผัสที่ด้านนอกของชิ้นงานจะน้อยกว่าตรงกลางอย่างมาก ทำให้วงแหวนหักเหของแสงที่มีความสว่างต่างกันปรากฏบนพื้นผิวขัดเงาได้ง่าย ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพ

(3) ในระหว่างกระบวนการขัด ส่วนตรงกลางของพื้นผิวขัดเงาจะไม่หลุดออกจากหน้าปลายของล้อเจียรเลย ความร้อนจากแรงเสียดทานในส่วนตรงกลางมีมากกว่าในส่วนรอบนอก และมีสภาพการระบายความร้อนที่ไม่ดี สำหรับผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่และบาง ความร้อนในพื้นที่จะทำให้การเสียรูปของชิ้นงานเพิ่มขึ้น

(4) ความเครียดทำให้รูปร่างระนาบของพื้นผิวขัดเงาไม่สม่ำเสมอและมีการบิดเบือนร่วมด้วย การทำให้หน้าด้านท้ายของล้อเจียรให้ตรงกับพื้นผิวที่จะขัดให้ได้มากที่สุดทำได้โดยการตัดแต่งส่วนหน้าด้านท้ายของล้อเจียรหรือทำให้พื้นผิวที่จะขัดสึกหรอไปกับส่วนหน้าด้านท้ายของล้อเจียรเท่านั้น จึงจะทำให้ส่วนหน้าด้านท้ายของล้อเจียรตรงกับพื้นผิวที่จะขัดให้ได้มากที่สุด (พื้นผิวที่จะขัดจะได้จุดสัมผัสมากขึ้นและกระจายสม่ำเสมอ) อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของความเค้นเป็นแบบสุ่ม และการบิดเบือนพื้นผิวทำให้สภาพพื้นผิวของชิ้นงานแต่ละชิ้นแตกต่างกันอย่างมาก เมื่อหน้าด้านปลายของล้อเจียรถูกตัดแต่งหรือสึกหรอเพื่อให้ตรงกับพื้นผิว PCD ของชิ้นงาน จะเกิดความไม่ตรงกันเมื่อมีการเปลี่ยนชิ้นงานอื่น จะต้องตัดแต่งหรือสึกล้อเจียรใหม่เพื่อให้เข้ากันได้พอดี สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพการประมวลผลเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเข้มข้นของแรงงานของผู้ปฏิบัติงานด้วย ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

(5) เนื่องจากความแตกต่างในรูปร่างพื้นผิวระหว่างผลิตภัณฑ์ PCD ความเป็นไปได้ของการตัดแต่งหน้าปลายล้อเจียรเดียวกันเพื่อให้ตรงกับพื้นผิว PCD ของชิ้นงานสองชิ้นในเวลาเดียวกันจึงมีน้อยมาก แม้ว่าจะสามารถจับคู่ได้ในเวลาเดียวกันก็ตาม แต่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแรงเสียดทานที่เกิดจากล้อเจียรหนึ่งล้อขัดผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่สองชิ้นในเวลาเดียวกันนั้นจะสูงขึ้น และไม่สามารถแยกส่วนตรงกลางของชิ้นงานออกจากล้อเจียรได้ (สภาวะการกระจายความร้อนที่ไม่ดี) ในอุปกรณ์ขัดแบบดั้งเดิม (ที่ใช้ล้อเจียรตัวเดียวกัน) เมื่อขัดผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่สองชิ้นในเวลาเดียวกัน ไม่เพียงแต่เวลาในการประมวลผลที่จำเป็นสำหรับแต่ละชิ้นจะแตกต่างกันมากเท่านั้น แต่ยังมีอุณหภูมิสูงที่ทำให้พื้นผิวที่ขัดไหม้ได้ง่ายอีกด้วย

4. การกำหนดแผนการปรับปรุง

จากการวิเคราะห์ข้างต้น จะเห็นได้ว่าในระหว่างกระบวนการขัดเงา การปรับปรุงระดับการสัมผัสระหว่างพื้นผิวขัดเงาและหน้าปลายของล้อเจียรเป็นสิ่งสำคัญเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการขัดเงา ในระหว่างกระบวนการขัดเงา จุดศูนย์กลางการหมุนของพื้นผิวที่ขัดเงาจะเคลื่อนที่ในแนวรัศมีบนหน้าปลายของล้อเจียร และจะใช้ฟังก์ชันการสัมผัสแบบปรับได้เพื่อปรับปรุงระดับความพอดีของการสัมผัส (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นผิวที่ขัดเงาที่มีการเสียรูปนูน) เมื่อศูนย์กลางการหมุนของชิ้นงานออกจากแนวสัมผัสเดิมบนหน้าปลายของล้อเจียร จุดสัมผัสเดิมบางจุด (พื้นผิว) บนพื้นผิวขัดเงาพร้อมกับหน้าปลายของล้อเจียรจะหลุดออก (จากมุมมองของจุลภาค หน้าปลายของล้อเจียรจะไม่เรียบตามทิศทางรัศมีและไม่ใช่พื้นผิวเรียบ) และสถานะการสัมผัสที่เสถียรเดิมจะถูกทำลาย ด้วยความร่วมมือของฟังก์ชั่นการสัมผัสแบบปรับได้ จุดบางจุด (พื้นผิว) ที่ไม่ได้สัมผัสกับหน้าปลายของล้อเจียรจะสัมผัสกับหน้าปลายของล้อเจียรได้ โดยการเพิ่มจุดสัมผัส (พื้นผิวใหม่ๆ) เข้าไป ทำให้การสัมผัสซึ่งกันและกันและสถานะการจับคู่ดีขึ้น และส่งผลให้เวลาในการขัดสั้นลง

การเคลื่อนที่ของศูนย์กลางการหมุนชิ้นงานบนหน้าปลายของล้อเจียรยังมีข้อดีดังต่อไปนี้:

(1) กระบวนการขัดเงาเป็นกระบวนการสึกหรอร่วมกันระหว่างล้อเจียรและพื้นผิวที่ต้องการขัด ในขณะที่ชิ้นงานถูกเคลื่อนย้าย จุดสูงสุดบนหน้าปลายของล้อเจียรจะถูกปรับระดับ วิธีนี้ไม่เพียงแต่จะกำจัดวงแหวนหักเหแสงที่อาจปรากฏบนพื้นผิวที่ขัดเงาเท่านั้น แต่ยังช่วยลดความยากในการตกแต่งให้เรียบของหน้าด้านท้ายของล้อเจียรอีกด้วย

(2) ความน่าจะเป็นในการสัมผัสระหว่างตรงกลางและขอบของพื้นผิวขัดเงาและหน้าปลายของล้อเจียรมีความสมดุล ทำให้ชิ้นงานได้รับความร้อนสม่ำเสมอ นอกจากนี้ พื้นผิวขัดเงาส่วนใหญ่จะถูกเคลื่อนออกจากหน้าปลายของล้อเจียร ซึ่งช่วยปรับปรุงสภาวะการระบายความร้อนของชิ้นงาน และลดการเสียรูปจากความร้อนที่เกิดจากกระบวนการขัด

(3) ลดความแตกต่างของเวลาที่จำเป็นในการขัดชิ้นงานที่มีสภาวะการเสียรูปพื้นผิวต่างกันพร้อมกัน เนื่องจากพื้นผิวขัดเงาได้รับการออกแบบมาให้เข้ากับหน้าปลายของล้อเจียร จึงไม่จำเป็นต้องตัดแต่งหน้าปลายของล้อเจียรเพื่อให้เข้ากับพื้นผิวขัดเงา นอกจากนี้ การปรับปรุงเงื่อนไขการกระจายความร้อนของชิ้นงานยังทำให้สามารถขัดผลิตภัณฑ์ PCD พื้นที่ขนาดใหญ่สองชิ้นในเวลาเดียวกันได้ด้วยอุปกรณ์ขัดเดียวกัน (โดยใช้ล้อเจียรเดียวกัน)

มีหลายวิธีในการสร้างการเคลื่อนที่สัมพันธ์กันระหว่างศูนย์กลางการหมุนของพื้นผิวที่ขัดเงาและเส้นสัมผัสของหน้าปลายล้อเจียร วิธีหนึ่งคือแกว่งนอกศูนย์กลางในขณะที่เพลาหลัก (ล้อเจียร) หมุนด้วยความเร็วสูง อีกวิธีหนึ่งคือเลื่อนจุดศูนย์กลางการหมุนของชิ้นงานไปตามทิศทางรัศมีของล้อเจียรหรือแกว่งภายในมุมที่กำหนด (จุดกดตรงกลางจะไม่แยกออกจากหน้าปลายของล้อเจียร) ตามข้อมูล อุปกรณ์ขัดเงาที่ผลิตในต่างประเทศใช้การหมุนของล้อเจียรความเร็วสูงขณะแกว่งนอกศูนย์กลาง

เราใช้หลักการของกลไกการแกว่งแบบโยกคู่เพื่อออกแบบการหมุนของชิ้นงานเคลือบ แรงดัน การแกว่ง และอุปกรณ์ปรับการสัมผัส เพื่อให้ชิ้นงานสามารถแกว่งได้ภายในมุมที่กำหนด (จุดแรงดันตรงกลางไม่ออกจากหน้าปลายของล้อเจียร) เพื่อให้เกิดการเคลื่อนตัวของศูนย์กลางการหมุนของพื้นผิวขัดเงาบนหน้าปลายของล้อเจียร ข้อดีของมันคือ:

(1) มีต้นทุนต่ำและมีโครงสร้างทางกลที่ค่อนข้างเรียบง่าย โครงสร้างพื้นฐานของอุปกรณ์ขัดแบบดั้งเดิมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง (เปลี่ยนเฉพาะส่วนของอุปกรณ์ติดตั้งเท่านั้น)

(2) เนื่องจากสภาพแวดล้อมการขัดที่รุนแรง (ฝุ่นละออง) กลไกการส่งผ่านสกรูและไกด์แบบดั้งเดิมจึงมีราคาแพง และฝุ่นละอองสามารถเข้าไปในชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ง่าย ทำให้มีอายุการใช้งานลดลง (ยากต่อการป้องกัน) กลไกแบบแคมหรือนิวเมติกส์และไฮดรอลิกมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีอุปกรณ์เสริมรอบข้างมากมาย การเชื่อมโยงสี่บาร์ไม่เพียงแต่มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีเสถียรภาพในการเคลื่อนไหวที่แข็งแกร่งเท่านั้น แต่ยังง่ายต่อการปกป้องและสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ขัดเงา

(3) ด้วยการเลือกกลไกแกว่งแบบโยกคู่ในข้อต่อสี่บาร์ จึงสามารถใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนตัวหนึ่งเพื่อให้เกิดการหมุนตัวเองของชิ้นงานและการแกว่งของศูนย์กลางการหมุนภายในมุมที่กำหนดได้พร้อมๆ กัน

(4) ชิ้นส่วนต่างๆ มากมายบนโครงสร้างคงที่เดิมสามารถใช้งานได้โดยไม่เพิ่มความซับซ้อนของการทำงาน

V. การทดลองและการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบ

เราได้ทำการทดลองเปรียบเทียบการประมวลผลโดยใช้เครื่องขัดที่มีโครงสร้างใหม่ (ติดตั้งอุปกรณ์ขัดเงาแบบแกว่งคู่) และเครื่องขัดแบบดั้งเดิม (ติดตั้งอุปกรณ์ขัดเงาแบบคงที่)

ขั้นแรก เราเลือกชิ้นงานที่มีพื้นผิวขัดเงาที่ตรงกับรูปร่างของหน้าปลายล้อเจียรเพื่อทำการทดสอบ และเลือกล้อเจียรใหม่ ในเครื่องขัดแบบดั้งเดิม แม้ว่าล้อเจียรแบบใหม่จะเข้ากับพื้นผิวที่ขัดแล้วได้ในระดับหนึ่งก็ตาม แต่ประสิทธิภาพการขัดก็ยังไม่ดี (พื้นผิวที่ขัดแล้วไม่เงาและมีรอยขีดข่วน) เนื่องจากปลายด้านหนึ่งของล้อเจียรไม่เรียบเพียงพอ บนเครื่องขัดที่มีโครงสร้างใหม่ คุณภาพของพื้นผิวตรงตามข้อกำหนดหลังการขัด ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าในระหว่างการเคลื่อนย้ายชิ้นงาน พื้นผิวที่ขัดแล้วจะมีผลในการแต่งผิวบนหน้าปลายของล้อเจียร

จากนั้นเราเลือกชิ้นงานที่มีพื้นผิวโค้งนูนเพื่อขัดเงาเพื่อทำการทดสอบ บนเครื่องขัดแบบดั้งเดิม หลังจากผ่านการประมวลผลระยะหนึ่ง เราสังเกตเห็นว่ามีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างบริเวณที่ขัดเงาและส่วนที่ไม่ได้สัมผัสกันของพื้นผิวที่ขัดเงา หากไม่ตัดหน้าด้านปลายของล้อเจียรและขัดต่อไป นอกจากจะใช้เวลานานแล้ว ความหนาของส่วนตรงกลางของชั้น PCD อาจลดลงอีกด้วย บนเครื่องขัดที่มีโครงสร้างใหม่ พบว่าเวลาในการประมวลผลเท่ากัน และขอบเขตระหว่างพื้นผิวขัดเงาและพื้นผิวที่ไม่สัมผัสจะพร่ามัว และมีรอยสัมผัสอยู่ที่ขอบ หลังจากการขัดแล้ว ความเรียบของพื้นผิวที่ขัดจะมีพื้นฐานเหมือนกับก่อนการขัด เราเลือกทดสอบชิ้นงานที่มีพื้นผิวขัดเงาแบบเว้า สถานการณ์โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ยกเว้นพื้นผิวที่ขัดเงาขยายจากขอบไปยังจุดศูนย์กลาง

เราทำการทดลองเปรียบเทียบประสิทธิภาพการประมวลผล โดยใช้เครื่องมือแต่ละชิ้น 10 ชิ้น และวัดเวลาการประมวลผล ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าหน้าด้านสุดท้ายของล้อเจียรบนเครื่องขัดแบบดั้งเดิมจะตรงกับพื้นผิวที่ขัดเงาโดยทั่วไปก็ตาม แต่ประสิทธิภาพการประมวลผลโดยเฉลี่ยของเครื่องขัดโครงสร้างแบบใหม่ก็ยังสูงกว่าเครื่องขัดแบบดั้งเดิมถึง 20%

เราประมวลผลชิ้นงานสองชิ้นในเวลาเดียวกัน (การเสียรูปของพื้นผิวที่ขัดเงาเหมือนกัน) บนเครื่องขัดที่ติดตั้งอุปกรณ์ขัดเงาแบบคงที่สองตัว และพบว่าอุณหภูมิของชิ้นงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและสูง หากไม่รักษาความคมของล้อเจียร การประมวลผลจะต้องหยุดบ่อยครั้ง (มิฉะนั้น พื้นผิวชิ้นงานอาจไหม้ได้) เมื่อพื้นผิวขัดเงาของชิ้นส่วนหนึ่งสัมผัสกับหน้าปลายของล้อเจียรอย่างสมบูรณ์ ชิ้นส่วนอีกชิ้นจะมีรอยสัมผัสเพียง 50% เท่านั้น ชิ้นงานสองชิ้นได้รับการประมวลผลพร้อมกันบนเครื่องขัดที่ติดตั้งอุปกรณ์ขัดแบบแกว่งคู่สองชุด รอบการแต่งล้อเจียรจะเหมือนกับการประมวลผลแบบชิ้นเดียวบนเครื่องขัดแบบดั้งเดิม ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าคุณภาพพื้นผิวการขัดไม่เพียงแต่ตรงตามข้อกำหนดเท่านั้น แต่เวลาในการประมวลผลต่อชิ้นงานยังเพิ่มขึ้นเพียง 10% เมื่อเทียบกับการขัดแบบชิ้นเดียว และความแตกต่างของเวลาในการขัดชิ้นงานทั้งสองชิ้นนั้นเล็กน้อยมาก ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเครื่องขัดที่ติดตั้งอุปกรณ์ขัดแบบแกว่งคู่สองชุดนั้นมีประสิทธิภาพในการประมวลผลสูงกว่าเครื่องขัดแบบเดิมถึง 80%

VI. บทสรุป

(1) หากพื้นผิวขัดไม่ตรงกับหน้าปลายของล้อเจียรในระหว่างการขัด สามารถใช้เครื่องขัดที่ปรับปรุงดีขึ้นสำหรับการขัดได้ ประสิทธิภาพการประมวลผลได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ (อย่างน้อย 20%) เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ขัดแบบดั้งเดิม และสภาวะการกระจายความร้อนของชิ้นงานก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

(2) พื้นผิวขัดเงาของชิ้นงานที่ได้รับการปรับปรุงด้วยอุปกรณ์ขัดเงาจะไม่มีรัศมีการหักเหของแสงแบบวงแหวน และคุณภาพพื้นผิวจะได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

(3) สำหรับอุปกรณ์ขัดเงาที่ได้รับการปรับปรุง การเตรียมหน้าปลายด้วยล้อเจียรจะง่ายกว่าอุปกรณ์ขัดเงาแบบดั้งเดิม หน้าปลายของล้อเจียรของอุปกรณ์ขัดเงาแบบดั้งเดิมไม่เพียงแต่ต้องเรียบเนียนเท่านั้น แต่ยังต้องตรงกับพื้นผิวที่ขัดให้มากที่สุดอีกด้วย สำหรับอุปกรณ์ขัดเงาโครงสร้างใหม่ การแต่งส่วนปลายของล้อเจียรจำเป็นต้องทำเมื่อพื้นผิวที่ขัดเงาและส่วนปลายของล้อเจียรตรงกันเท่านั้น เพื่อให้เมล็ดขัดบนล้อเจียรคม

(4) อุปกรณ์ขัดพื้นผิวด้วยเพชรโพลีคริสตัลไลน์ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ทำให้เครื่องหนึ่งสามารถขัดผลิตภัณฑ์เพชรโพลีคริสตัลไลน์พื้นที่ขนาดใหญ่สองชิ้นได้ในเวลาเดียวกัน ทำให้อัตราการใช้เครื่องเพิ่มขึ้น 80%

Scroll to Top