高效磨削用熱管砂輪設(shè)計(jì)與換熱性能仿真分析.pdf

1、在磨削加工過程中，去除材料所消耗的功幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量，這些熱量大部分都積聚在加工區(qū)，特別是對于難加工材料的高效磨削而言，高的材料去除率需要大的能量輸入，這時在加工區(qū)的將會產(chǎn)生更多的熱量，此時如不能采取適當(dāng)?shù)睦鋮s方法及時地將熱量疏導(dǎo)出去，將導(dǎo)致加工區(qū)的溫度顯著升高，影響工件的加工質(zhì)量，嚴(yán)重時將導(dǎo)致工件燒傷。事實(shí)上，正是加工區(qū)工件的高溫?zé)齻麊栴}在很大程度上限制了高效磨削技術(shù)在難加工材料中應(yīng)用。
　　 熱管作為一種高效的傳熱組件，利

2、用其內(nèi)部工質(zhì)的相變，能以較小的溫度梯度快速地傳遞熱量，具有很高的傳熱效率，被稱為“熱超導(dǎo)體”。由于其優(yōu)良的傳熱性能，熱管技術(shù)已廣泛應(yīng)用與能源、航空、機(jī)械加工等領(lǐng)域。
　　 本文針對高效磨削加工工程中高溫致使工件燒傷的問題，根據(jù)徑向回轉(zhuǎn)熱管的工作原理，設(shè)計(jì)并制作了熱管砂輪，期望借助熱管優(yōu)良的傳熱性能，有效控制磨削弧區(qū)的溫度，促進(jìn)高效磨削技術(shù)在難加工材料中的應(yīng)用和發(fā)展。主要研究內(nèi)容如下：
　　 （1）設(shè)計(jì)制作了熱管砂輪基體，

3、根據(jù)熱管制造的工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并制作了熱管砂輪抽真空、注液及封尾裝置，完成了對熱管砂輪的抽真空、注液及封尾試驗(yàn)，驗(yàn)證了熱管砂輪基體的真空密封性能。
　　 （2）根據(jù)熱管砂輪的工作情況，采用專用流體數(shù)值計(jì)算軟件FLUENT建立熱管砂輪磨削溫度場數(shù)值計(jì)算模型，對模型網(wǎng)格進(jìn)行檢查，設(shè)置所需的邊界條件，選擇合適的求解器及控制方程。
　　 （3）仿真過程主要分析弧區(qū)熱流密度、冷流體參數(shù)、砂輪轉(zhuǎn)速、砂輪外圓壁厚等對熱管砂輪溫度場的影響