高速高效磨削傳熱過程建模與數(shù)值分析方法

前言

第1章磨削熱的生成及對工件表面質量的影響1

1.1磨削機制1

1.2磨削熱的生成2

1.3比磨削能3

1.4磨削熱分配7

1.5磨削熱損傷7

第2章磨削傳熱基本模型14

2.1磨削區(qū)溫度場理論分析簡介14

2.2不同熱源條件下的溫度場14

2.3受絕熱面限制的非無限大導熱體的溫度場19

2.4Jaeger移動熱源模型20

2.5傾斜移動面熱源傳熱模型21

2.6圓弧接觸移動熱源模型26

2.7瞬時傳熱問題27

2.8瞬態(tài)表現(xiàn)29

第3章磨削區(qū)熱分配子模型31

3.1概述31

3.2磨削區(qū)傳熱比率32

3.3磨削區(qū)傳熱比率隨磨削參數(shù)的變化33

3.4未變形磨屑厚度與磨粒成屑區(qū)切應變36

第4章磨削液的冷卻效應與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)40

4.1概述40

4.2磨削液的種類和組成41

4.3表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)模型42

4.4磨削區(qū)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的實際測量與評估50

4.5根據(jù)磨削溫度對磨削區(qū)流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的估算方法52

第5章漸開線齒輪成形磨削溫度57

5.1齒輪成形磨削幾何學和動力學57

5.2齒輪成形磨削溫度理論模型63

第6章磨削傳熱分析有限元方法基礎72

6.1有限元方法及分析程序簡介72

6.2ANSYS軟件操作步驟72

6.3不同類型載荷加載73

6.4單元生死74

6.5循環(huán)控制76

第7章磨削溫度計算實例78

7.1平面磨削溫度計算實例78

7.2齒輪成形磨削溫度計算實例82

7.3高效深切磨削溫度計算實例87

第8章有限元仿真實例90

8.1普通淺磨實例分析90

8.2外圓磨削溫度分析實例110

8.3齒輪成形磨削溫度有限元仿真123

8.4高效深切磨削溫度計算1382100433B

本書系統(tǒng)介紹了各種基本傳熱模型：包括傳統(tǒng)Jaeger模型，高效深切模式下的傾斜移動熱源磨削、圓弧接觸移動熱源模型以及有限寬度三維熱源模型；系統(tǒng)介紹了磨削區(qū)各傳熱體之間熱分配的子模型：工件與磨粒間熱分配、磨屑能與磨屑溫度、磨削液的冷卻效應與對流換熱系數(shù)模型以及綜合傳熱模型。結合實例，系統(tǒng)介紹了如何應用上述模型，建立包括簡單干磨、傳統(tǒng)淺磨、緩進給磨削、高速、超高速高效深切磨削、快速點磨等多種磨削工況下磨削溫度綜合分析模型的方法和具體分析計算步驟。

本課題通過超高速磨削試驗及理論分析對典型金屬材料超高速下的變形地為和磨削表現(xiàn)進行了研究。探討了超高速沖擊成屑和表面創(chuàng)成機理，提出了磨削參數(shù)與材料應變率及磨削輸出的理論聯(lián)系，研究了砂輪有效磨粒前角的變化對磨粒與工件材料摩擦作用的影響，建立了高效深磨傾斜運動熱源的基本傳熱模型，揭示了超高速深磨的基本傳熱規(guī)律及對工藝過程的影響。制造了新了磨削液供液系統(tǒng)，確定了超高速磨削的供液方式及基本參數(shù)，初步搞清了典型金屬材料超高速磨削的工藝規(guī)律。本課題研究完善了超高速磨削理論，發(fā)展了超高速磨削工藝技術，已發(fā)表論文9篇，受到國內高度重視。本課題的研究取得多方面成果，圓滿完成了課題研究工作。

高速磨削液適合平面磨、外圓磨、無心研磨加工，不推薦用于切削及超高精度研磨。

不含動、植物油和礦物油，不含任何硫、磷、 氯添加劑，抗雜油，對操作工人及設備無不良影響，使用壽命長。

對人體無毒害，對環(huán)境無污染，易于排放。

具有良好的防、潤滑、冷卻、清洗等性能，極佳的清凈性能及廢屑沉降性能，可迅速沖洗干凈高速磨削所產(chǎn)生的廢屑并迅速沉降，有助于提供高品質的表面加工.高速磨削液適用于多種材質的切削、磨削加工，可取代乳化油，有效地提高加工件的表面光潔度。