金屬材料超高速磨削溫度場(chǎng)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(shí)現(xiàn)難加工材料的精密加工的一種新技術(shù),是目前國(guó)內(nèi)外磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。磨削加工切除單位體積材料時(shí)需要非常高的能量輸入,并且大部分會(huì)以熱能的形式進(jìn)入工件,導(dǎo)致磨削區(qū)溫度升高。而磨削區(qū)溫度升高會(huì)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(lái)探索解決磨削缺陷的熱機(jī)理以及尋求控制磨削工件質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先利用解析法對(duì)超高速磨削的溫度場(chǎng)

2、進(jìn)行了分析。表達(dá)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(jì)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(yùn)用有限元方法推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元方程,并由此得出磨削溫度場(chǎng)的有限元模型,為以后研究磨削溫度場(chǎng)尤其是濕式磨削溫度場(chǎng)提供了理論基礎(chǔ)。
　　 再次,推導(dǎo)了超高速磨削溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算模型。將砂輪與工件的接觸區(qū)熱源簡(jiǎn)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(shí)體單元,推導(dǎo)了不同工藝條件下超高速磨削溫度場(chǎng)的三維有限元計(jì)算模型,并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析。利用有限元法詳細(xì)地分析了磨削參數(shù)如砂輪線速度、工件磨削深度、工作臺(tái)速度等對(duì)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(chǎng)的影響規(guī)律。
　　 最后,用實(shí)驗(yàn)方法研究了磨削區(qū)的最高磨削溫度。詳細(xì)探討了熱電偶測(cè)溫技術(shù)。
　　 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),利用有限元分析軟件可以對(duì)超高速磨削溫度場(chǎng)進(jìn)行有效的仿真分析,其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值誤差很小;