納米粒子射流微量潤(rùn)滑磨削高溫鎳基合金對(duì)流熱傳遞機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磨削是機(jī)械加工中不可或缺的加工工藝，加工過(guò)程中砂輪與工件相互作用，在磨削界面產(chǎn)生大量的磨削熱，工件表面由于產(chǎn)生較高磨削溫升易造成燒傷。為了降低磨削熱對(duì)工件表面質(zhì)量和使用性能的影響，采用了各種冷卻潤(rùn)滑技術(shù)。澆注式使用大量磨削液造成了嚴(yán)重的污染，不適用于當(dāng)前綠色生產(chǎn)的時(shí)代要求，干磨削和微量潤(rùn)滑滿足環(huán)保的要求但冷卻潤(rùn)滑效果較差，難以獲得較好的工件表面質(zhì)量。納米粒子射流微量潤(rùn)滑的出現(xiàn)，通過(guò)添加納米粒子增大磨削液的導(dǎo)熱系數(shù)，提高了磨削液的換熱能力

2、，可以有效的解決磨削區(qū)換熱問(wèn)題，同時(shí)又增強(qiáng)了磨削區(qū)的潤(rùn)滑特性。
　　本論文針對(duì)磨削鎳基合金GH4169材料，研究了澆注式、干磨削、微量潤(rùn)滑和納米粒子射流微量潤(rùn)滑四種冷卻潤(rùn)滑方式的冷卻潤(rùn)滑性能，重點(diǎn)研究了納米粒子射流微量潤(rùn)滑。根據(jù)磨削機(jī)理，通過(guò)分析磨削過(guò)程和熱傳遞機(jī)理，建立了相應(yīng)的熱源模型和傳熱模型，并借助ABAQUS軟件平臺(tái)進(jìn)行有限元仿真，通過(guò)仿真結(jié)果分析磨削熱傳入工件后形成的溫升趨勢(shì)，制定實(shí)驗(yàn)方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論分析和仿真結(jié)

3、果，對(duì)比不同冷卻潤(rùn)滑方式下得到的能量比例系數(shù)、比磨削能及工件表面質(zhì)量，得到冷卻潤(rùn)滑效果較好的冷卻潤(rùn)滑方式，并得到一種選擇最佳冷卻潤(rùn)滑效果的方案。具體的研究工作如下:
　　1、針對(duì)鎳基合金磨削產(chǎn)生大量的磨削熱和換熱問(wèn)題，分析了具有代表性的冷卻潤(rùn)滑技術(shù)，總結(jié)了關(guān)于磨削熱和新型冷卻潤(rùn)滑技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，為強(qiáng)化磨削過(guò)程換熱能力提出本論文的研究課題。
　　2、根據(jù)磨削過(guò)程，通過(guò)表征磨削的基本參數(shù)理論分析了磨削熱的來(lái)源，根據(jù)磨削過(guò)程

4、中不同的磨削深度分別建立了不同的磨削熱源模型。
　　3、針對(duì)磨削界面的熱傳遞機(jī)理，通過(guò)積分的形式建立了“點(diǎn)—線—面”熱源溫度場(chǎng)的傳熱模型，根據(jù)不同的邊界條件，分析了磨削界面的熱量分配，根據(jù)磨削界面的對(duì)流換熱分析，建立傳入工件的能量比例系數(shù)數(shù)學(xué)模型。
　　4、結(jié)合磨削熱源模型、溫度場(chǎng)對(duì)流換熱模型，采用有限元仿真軟件完成了磨削溫度場(chǎng)的建模仿真，并研究了不同冷卻潤(rùn)滑條件對(duì)磨削溫度場(chǎng)的影響規(guī)律。
　　5、對(duì)不同冷卻潤(rùn)滑條件進(jìn)行