金屬材料超高速磨削溫度場的有限元仿真.pdf

1、超高速磨削是一種可以極大地提高生產(chǎn)效率、提高零件表面加工質(zhì)量、實現(xiàn)難加工材料的精密加工的一種新技術(shù),是目前國內(nèi)外磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢。磨削加工切除單位體積材料時需要非常高的能量輸入,并且大部分會以熱能的形式進入工件,導致磨削區(qū)溫度升高。而磨削區(qū)溫度升高會引起工件的熱損傷,降低砂輪壽命。因此,研究金屬材料超高速磨削溫度來探索解決磨削缺陷的熱機理以及尋求控制磨削工件質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文首先利用解析法對超高速磨削的溫度場

2、進行了分析。表達了二種超高速磨削的磨削熱模型,分別是均勻熱源模型和三角形熱源模型。計算了在超高速磨削條件下磨削區(qū)的最高磨削溫度。
　　 其次,運用有限元方法推導出穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場有限元方程,并由此得出磨削溫度場的有限元模型,為以后研究磨削溫度場尤其是濕式磨削溫度場提供了理論基礎(chǔ)。
　　 再次,推導了超高速磨削溫度場的有限元計算模型。將砂輪與工件的接觸區(qū)熱源簡化為均布熱源,利用有限元分析軟件ANSYS10.0,將工件劃分為

3、六面體實體單元,推導了不同工藝條件下超高速磨削溫度場的三維有限元計算模型,并進行了動態(tài)仿真分析。利用有限元法詳細地分析了磨削參數(shù)如砂輪線速度、工件磨削深度、工作臺速度等對45結(jié)構(gòu)鋼和40Cr合金鋼兩種金屬材料超高速磨削溫度場的影響規(guī)律。
　　 最后,用實驗方法研究了磨削區(qū)的最高磨削溫度。詳細探討了熱電偶測溫技術(shù)。
　　 通過研究發(fā)現(xiàn),利用有限元分析軟件可以對超高速磨削溫度場進行有效的仿真分析,其結(jié)果與實驗測量值誤差很小;