基于CFD的磨削區(qū)流場(chǎng)分析及有效磨削液計(jì)算.pdf

1、磨削技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要領(lǐng)域，是現(xiàn)代制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)精密加工最有效、應(yīng)用最廣泛的制造技術(shù)，有關(guān)資料表明，磨削加工占機(jī)械加工總量的30％左右。磨削過(guò)程中工件表面會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為了抑制工件的溫升保證工件的加工質(zhì)量，就必須向磨削區(qū)供應(yīng)足夠的冷卻液，以起到冷卻、潤(rùn)滑工件的作用。然而，砂輪的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)帶動(dòng)其周邊一部分空氣隨之運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)氣流層，阻礙磨削液的有效進(jìn)入。實(shí)際磨削過(guò)程中，盡管?chē)娚淞舜罅康哪ハ饕?，但能夠真正進(jìn)入到磨削弧區(qū)的磨削液量很

2、少，大部分磨削液都只起到了周邊冷卻的作用。這樣降低了磨削液的利用效率和磨削過(guò)程的綠色度，造成了成本的增加。因此，研究磨削區(qū)空氣場(chǎng)的性質(zhì)及其與磨削液間的相互作用規(guī)律，對(duì)提高磨削液的有效利用及磨削過(guò)程的綠色水平有著十分重要的工程意義。
　　本文以普通平面磨床磨削區(qū)氣流場(chǎng)及磨削區(qū)氣液兩相流流場(chǎng)為研究對(duì)象，以計(jì)算流體力學(xué)和理論流體力學(xué)為基礎(chǔ)，采用數(shù)值模擬的研究方法，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，建立了磨削區(qū)氣流場(chǎng)模型和氣液兩相流流場(chǎng)模

3、型。分析了不同工況下磨削區(qū)氣流場(chǎng)的特性以及不同磨削參數(shù)對(duì)氣流場(chǎng)的影響;研究了磨削液經(jīng)噴嘴噴出后從射流區(qū)到磨削區(qū)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，詳細(xì)分析了不同噴嘴位置對(duì)磨削液的運(yùn)動(dòng)軌跡的影響;闡述了磨削區(qū)域磨削液的正常分布情況，并對(duì)有效磨削液進(jìn)行了定義;計(jì)算出了不同供液參數(shù)下有效磨削液流量率的大小，并分析了影響有效磨削液比例的因素，提出了增加磨削液有效利用的若干方法。通過(guò)磨削試驗(yàn)，通過(guò)研究供液參數(shù)對(duì)試件表面完整性的影響并分析試件的表面完整性指標(biāo)，驗(yàn)證不同工況