成形磨齒工藝參數(shù)對磨削溫度的影響規(guī)律及試驗研究.pdf

1、成形法磨齒是一種被廣泛采用的硬齒面精加工方法。但在成形砂輪磨齒過程中，當磨削工況如磨齒工藝參數(shù)的選用不當時，磨削接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的瞬時高溫很容易造成齒面熱損傷，嚴重時直接導(dǎo)致齒輪無法使用。為防止齒面發(fā)生磨削燒傷等問題，很有必要研究磨削齒面溫度和熱應(yīng)力的實時變化情況。因此，論文中運用理論計算、有限單元法、計算機仿真和磨削實驗等方式對成形磨齒的溫度場和熱應(yīng)力場進行了較為細致的研究。論文主要完成了以下工作：
　　1.基于單顆磨粒的切削過程，

2、分析了成形法磨齒原理以及磨削區(qū)熱量的產(chǎn)生和傳遞。根據(jù)移動熱源理論，探討了磨齒過程中四種熱源模型的應(yīng)用場合。推導(dǎo)了濕磨工況時磨削液的對流換熱系數(shù)。對磨削區(qū)內(nèi)的熱量分配進行了理論分析，推導(dǎo)出成形磨齒工藝參數(shù)與磨削區(qū)熱量分配的計算公式。
　　2.分析了磨齒溫度場的三類邊界條件。根據(jù)有限單元法，推導(dǎo)了齒面瞬態(tài)溫度場的有限元模型。利用軟件 ANSYS12.0中的熱分析模塊和編制的 APDL語言對成形磨削齒面進行了三維瞬態(tài)溫度場有限元仿真，獲

3、得了干濕磨工況下的齒面溫度場分布狀況，并分析了兩種熱源模型對齒面溫度的影響。通過改變磨齒工藝參數(shù)（砂輪線速度、砂輪進給速度、磨削深度）分析了齒面溫度的變化規(guī)律。
　　3.對磨削殘余應(yīng)力進行了探討，分析了磨齒熱應(yīng)力的產(chǎn)生原因和表現(xiàn)形式。利用 ANSYS提供的間接法對齒面熱應(yīng)力進行了三維熱-力耦合仿真，得到了熱應(yīng)力的分布情況以及隨磨削時間的變化規(guī)律。
　　4.使用數(shù)控成形磨齒機進行了磨齒燒傷實驗。按照部分不同的磨齒用量進行了直齒