CBN砂轮内圆磨削时磨削液的流体动压效应分析

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磨削作为机械加工中的重要方法在现代机械制造产业中的地位越来越高,质量高、成本低一直是现在企业所要追求的目标,而在磨削过程中减少砂轮磨损、更换以及提高工件的表面质量则是其中的关键。磨削液压力会影响磨削液通过磨削区的流量和磨削工件的加工精度,磨削液膜厚的大小会影响磨削区的润滑效果,润滑情况的好坏直接影响到磨削的温度、磨削区粘着磨损情况、砂轮非工作磨粒的磨损情况(寿命)和工件表面质量等众多磨削要素。  所以本文研究了陶瓷结合剂CBN砂轮内圆磨削流体动压效应问题、考虑热效应时表面形貌对砂轮磨削液压力及膜厚的影响问题、不同磨料砂轮和磨削液磨削流体动压效应问题、砂轮振动对磨削区时变流体动压的影响问题,从对这些研究问题中的压力、膜厚及温度的分析中找到减少砂轮摩擦磨损,减少摩擦热的办法,从而减少砂轮修整次数,延长砂轮寿命,降低工件表面粗糙度,提高工件表面质量。  首先,根据砂轮内圆磨削实际情况再结合润滑理论建立流体动压模型,进行了等温状况下砂轮磨削区域磨削液压力及膜厚的研究,对比分析了有磨削液喷射压力和没有磨削液喷射压力时的压力及膜厚变化,讨论了磨削液的压力、膜厚随磨削液喷射压力、砂轮线速度、径向磨削力的变化情况。  其次,考虑磨削过程中的温度影响,利用热效应Reynolds方程及考虑表面粗糙度的膜厚方程,探讨了砂轮磨削工件时温度对磨削过程中磨削液压力及膜厚的影响,研究了砂轮和工件表面不同形貌的耦合情况对压力及膜厚的影响。  然后,通过纳米流体中粘度、密度计算模型,比热、热传导系数计算模型,对五种常用磨料砂轮磨削产生的磨削液压力和膜厚、不同磨料砂轮磨削产生的磨削液(纳米流体)最大压力、最小膜厚、最大温度随加入纳米粒子体积分数的变化情况、加入不同纳米粒子的磨削液(纳米流体)压力及膜厚进行了分析。  最后,依据砂轮磨削过程中的振动现象,建立砂轮振动函数,利用时变热效应Reynolds方程,对比分析了最大压力、最小膜厚和最大温度随振动的幅值、频率及砂轮速度的变化情况。
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