The Mechanics of Machining at the Microscale: Assessment of the Current State of the Science

Liu, Xinyu; DeVor, Richard E.; Kapoor, Shiv Gopal; Ehmann, Kornel F.

doi:10.1115/1.1813469

Cited by 361 publications

(230 citation statements)

References 54 publications

Supporting

Mentioning

186

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A surface machined with electrochemical assistance indicates cutting condition changes due to a change in the machined material properties (the machining parameters were the same in both cases). In case of micromachining by cutting during material removal, two mechanism dominate [7]: chip removal and ploughing. When depth of cut is in range of minimum chip thickness (as uninvestigated case), the ploughing effect plays significant role in material removal mechanism [7].…”

Section: Results Discussionmentioning

confidence: 99%

“…In case of micromachining by cutting during material removal, two mechanism dominate [7]: chip removal and ploughing. When depth of cut is in range of minimum chip thickness (as uninvestigated case), the ploughing effect plays significant role in material removal mechanism [7]. This applies in particular when machining ductile materials as investigated 1.4301 stainless steel.…”

Section: Results Discussionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The impact of electrochemical assistance on the microturning process

Skoczypiec

Grabowski

Ruszaj

2016

Int J Adv Manuf Technol

View full text Add to dashboard Cite

In the paper, the concept of an electrochemically assisted microturning process is presented. This is a hybrid machining process in which microcutting directly removes the material while electrochemical passivation changes the conditions of material removal. A test stand was designed and built to investigate this process. The experimental part includes a discussion of the research methodology and a comparison of the straight turning results in the case of machining 1.4301 stainless steel without and with electrochemical assistance. The change of the main cutting force resulting from electrochemical assistance was selected as the main investigated technological factor. Based on this study, we can state that in the case analyzed here (when only passivation is taken into account), electrochemical assistance brings significant benefits when the depth-of-cut is ≤1 μm.

show abstract

Section: Results Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Results Discussionmentioning

confidence: 99%

The impact of electrochemical assistance on the microturning process

Skoczypiec

Grabowski

Ruszaj

2016

Int J Adv Manuf Technol

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Złożoność zjawisk towarzyszących procesom oddziaływania ziaren ściernych na materiał obrabiany [6] oraz procesów zużywania się narzędzi [7] powoduje, że w tworzeniu podstaw modelowania wykorzystuje się wiele metod analizy [2]. Dla przykładowych danych: średnica ściernicy D = 400 mm, wysokość ściernicy H = 50 mm, rozmiar ziarna az = 120 μm, na powierzchni ściernicy znajduje się około 3 × 10 6 ziaren ściernych.…”

Section: Liczby Zdarzeń Losowych W Jednostce Czasuunclassified

The directions of development and the basis for process optimization abrasive machining

2016

View full text Add to dashboard Cite

Przedstawiono metodykę analiz i modelowania procesów obróbki ściernej, wynikające z tego podstawy optymalizacji procesów obróbki ściernej oraz wyniki badań prowadzące do nowych metod i zastosowań. Określono kierunki rozwoju szlifowania oraz mikro-i nanoobróbki ściernej. SŁOWA KLUCZOWE: obróbka ścierna, kierunki rozwoju, modelowanieIn the paper a method of analysis and modeling abrasive machining and a resulting base abrasive machining process optimization and results of studies leading to new methods and applications presented. The directions for the development of grinding and micro-and nano-machining of abrasive was indicated. KEYWORDS: Abrasive processing, development directions, modelingProcesy obróbki ściernej znajdują powszechnie zastosowanie w produkcji precyzyjnych elementów maszyn i urzą-dzeń. Obrabiane materiały stanowią bardzo zróżnicowany zbiór -są to stale i stopy metali, w tym stopy metali lekkich, ceramika, węgliki spiekane, materiały kompozytowe, minerały, szkło, beton, drewno, tworzywa sztuczne, a także materiały supertwarde, ponadto monokryształy krzemu i wiele innych materiałów o wysokiej twardości i odporności na ścieranie.Odpowiednio do powszechności zastosowań i różnorod-ności obrabianych materiałów wykorzystuje się narzędzia o bardzo zróżnicowanej budowie i strukturze, z zastosowaniem różnych materiałów ściernych oraz spoiw [8]. Popularne stosowane są narzędzia zawierające ziarna diamentowe i z regularnego azotku boru. Często wykorzystywane są również narzędzia z różnych odmian elektrokorundów mono -i polikrystalicznych, korundów spiekanych oraz z węglika krzemu [1].Rozmiary ziaren ściernych najczęściej zawierają się w zakresie od 0,5 μm (folie ścierne, pasty do docierania i polerowania) do 300 μm (ściernice do wydajnego szlifowania dokładnego). Liczba ziaren w objętości 1 mm 3 zawiera się w zakresie od 3 3 do 10 6 . Energia właściwa w procesach obróbki ściernej i erozyjnej wynosi zazwyczaj 10-1000 J/mm 3 . Temperatura przekracza w mikroobiętościach 1200 °C, gradienty temperatur sięgają do 10 6 °C/s i 10 3 °C/mm. Skutkiem wysokiej energochłonności procesów wytwarzania są znaczne siły oraz zjawiska termiczne, powodujące odkształcenia przedmiotu i narzędzia. Na niedokładność wytwarzania mają wpływ nie tylko energochłonność procesów i moc obróbki, ale także koncentracja lokalna energii, kształt i położenie strefy obróbki. Zjawiska zachodzące w strefie szlifowania, są opisywane przez cechy o krótkim czasie występowania (około kilku milisekund) i obejmują obszary o małych powierzchniach lokalnych oddziaływań (o wielkości kilkunastu µm 2 ) oraz występują z wielką częstotliwością (0,3÷10 MHz), co sprawia, że są trudne do eksperymentalnego obserwowania. Liczby zdarzeń losowych w jednostce czasuModelowanie i symulacja procesów obróbki ściernej to złożone zadania ze względu na potrzebę generowania w czasie rzeczywistym modeli geometrycznych ziaren ściernych w ilości, zależnie od rozmiarów ziaren oraz rozmiarów strefy szlifowania, od 10 6 do 10 10 na jedną sekundę realnego procesu. Złożoność zjawisk ...

show abstract

“…Dessa forma, como foi afirmado por [14,15], as rugosidades Ra e Rz não tiveram um aumento relativo com o aumento do avanço por dente. Assim, como estatisticamente esse parâmetro não teve influência sobre as rugosidades nos parâmetros Ra e Rz de acordo com a confiabilidade de 95%, pode-se suportar que a recuperação elástica do material foi a maior responsável pela influência da variação do tamanho de grão, sendo significativa para a melhoria da rugosidade.…”

Section: Materiais E Métodosunclassified

Influência da variação do tamanho de grão austenítico na qualidade superficial no processo de microfresamento do aço AISI H13 endurecido

et al. 2014

View full text Add to dashboard Cite

RESUMOO foco deste trabalho foi o estudo da influência do tamanho de grão austenítico na qualidade superficial durante o processo de micro fresamento de aços endurecidos. Corpos de prova com durezas de 46 HRC e com diferentes tamanhos de grão foram fresados com micro fresas de topo com 0,5 mm de diâmetro. Nos testes experimentais foram empregadas duas velocidades de corte e dois avanços por dente. Os resultados foram analisados empregando-se uma análise de variância e demonstraram que a velocidade de corte e o avanço não tiveram influência no comportamento da rugosidade considerando os parâmetros Ra e Rz. Dessa forma, pode-se observar que o fator mais importante foi o tamanho de grão que influenciou significativamente os valores de rugosidade Ra e Rz. Além disso, observou-se também que a interação das variáveis de entrada não demonstrou influência significativa sobre as respostas rugosidade Ra e Rz.Palavras-chave: microfresamento, tamanho de grão, aços endurecidos, rugosidade Ra e Rz. ABSTRACTThe focus of this work was to study the influence of austenite grain size in the surface finish during micro milling of hardened steels. Work pieces with hardness of 46 HRC and different grain sizes were milled with micro end mills with a diameter of 0.5 mm. The experimental tests were carried out with two cutting speeds and two feed rates. The results were evaluated using an analysis of variance, and they demonstrated that the cutting speed and the feed rate have no influence on the responses surface roughness Ra and Rz. Thus, it could be observed that the most important factor was the grain size that influenced the roughness Ra and Rz, significantly. Moreover, it was also observed that the interaction of input parameters did not show significant influence on the response surface roughness Ra and Rz.

show abstract

The Mechanics of Machining at the Microscale: Assessment of the Current State of the Science

Cited by 361 publications

References 54 publications

The impact of electrochemical assistance on the microturning process

The impact of electrochemical assistance on the microturning process

The directions of development and the basis for process optimization abrasive machining

Influência da variação do tamanho de grão austenítico na qualidade superficial no processo de microfresamento do aço AISI H13 endurecido

Contact Info

Product

Resources

About