热管砂轮通过将环形热管与磨削工具砂轮相结合,利用环形热管的高导热性,达到降低磨削弧区温度,避免工件烧伤的目的。虽然已开展的研究已经充分验证了热管砂轮应用于难加工材料高效磨削时强化弧区换热的可行性,但对其换热机理和具体换热性能还有待更深层次的研究。所以本文将从仿真和试验两个方面对热管砂轮换热性能开展研究,分析热管砂轮的具体换热机理,探究相关因素(砂轮转速、磨削弧区热流密度、充液率和冷端条件)对热管砂轮换热性能的影响。最终针对热管砂轮总结一种从换热仿真到换热试验,再到磨削试验验证的性能评价和优化方法。围绕此思路,本文主要开展的研究工作如下:(1)总结热管砂轮换热性能仿真相关研究的现存问题,结合普通重力热管的仿真方法,针对热管砂轮的工作条件建立准确的仿真模型,最后基于仿真角度分析各个因素对热管砂轮换热性能的影响关系和热管砂轮的换热机理;(2)优化现有的热管砂轮换热试验平台,开展热管砂轮换热性能试验,从试验角度分析各个因素对热管砂轮换热性能的影响关系,得出一组使热管砂轮换热性能最佳的使用参数,并将试验结果与仿真结果对比,验证仿真模型的准确性;(3)基于换热仿真和换热试验优化出的参数,开展热管砂轮干磨高温合金验证试验,对比有无热管的磨削弧区温度,验证优化结果的准确性;