论文部分内容阅读
高速高效磨削是一种可以极大地提高生产效率、提高零件表面加工质量、实现难加工材料的精密加工的一种新技术,是目前国内外磨削技术的发展趋势。但是磨削加工切除单位体积材料时需要非常高的能量输入,并且大部分会以热能的形式进入工件,导致磨削区的温度升高。当磨削温度较高时,零件金相组织将发生变化,甚至出现磨削烧伤和磨削裂纹的一系列磨削缺陷。因此,研究磨削温度来探索解决产生磨削缺陷的热机理以及寻求控制磨削工件质量将具有重要的现实意义。论文首先在文献综述的基础上介绍了高速高效磨削温度研究的历史和现状,在对磨削温度原理进行了概述的基础上,提出了高速高效磨削温度测试的实验研究方案,并对该方案进行了详细的介绍。其次,本文采用湖南大学314m/s超高速平面磨削实验台,利用热电偶测温的方法,对45结构钢、40Cr合金钢的磨削温度进行了实验研究,较详细地分析了磨削参数如砂轮线速度、工件磨削深度、工作台速度等对这两种材料高速高效磨削时磨削温度的影响规律,实验结果表明:在其他两个磨削参数不变的情况下,磨削温度随着砂轮线速度的提高呈现先升高后下降的趋势。经文献检索到目前为止还没有发现类似的报道,这是在磨削温度研究方面的一个新的见解。另外磨削温度随着磨削深度的增加而升高,随着工作台速度的提高而下降。因为磨削的实际过程无法得到其精确的模型,并且会有很多的因素影响我们的实验结果,因此磨削过程的仿真和控制是一大难题。本文还利用W.B.Rowe的高效深切磨削温度计算模型进行了理论值的计算;并在最后利用有限元软件Ansys,对高速磨削时的磨削温度进行了预测。预测结果表明有限元分析精度较高,可以部分代替实验;且增加节点个数、使用足够多的实验数据对有限元模型进行完善能进一步提高预测精度。本文的研究成果对揭示高速高效磨削温度的内在规律,建立完善的高速高效磨削基础理论体系,充实高速磨削工艺数据库、指导生产实践意义重大。当然,认真设计、改进实验,重复做实验以验证试验结果;改进高速高效磨削温度理论模型;并完善ANSYS有限元移动热源仿真模型,使三者匹配将是后续的一项很重要的也很有意义的工作。