磨削热源模型的仿真与实验研究.pdfVIP

维普资讯 磨削热源模型的仿真与实验研究 口 杨 刚 口 韩正铜 口 杜长龙 中国矿业大学 机 电工程学院 徐州 221008 摘 要：通过仿真和实验对两种磨削热源模型进行了研究。根据有限元法理论 ，并使用ANSYS软件进行模型的网格 划分、加载、计算以及结果显示，最终对仿真结果进行了实验验证与对 比。 关键词：磨削热 计算机仿真 热学实验 顶丝热电偶 中图分类号：TG580．14 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4998(2008)O1—0006—03 磨削加工是 目前研究最 少 的加工 方法。磨削在许 多 系 ，从 图 1可 以清楚 地 观察 到 函数形 状 近 似 为矩 形 。其 方面与其他普通 的加工方法有着本质 的区别 ”】，包括 ： 中 ： 表示 接触 长度 ；z表示 热流 强度 值 。 砂轮 的转速 、切深 、加工精度 、变化 的切削刃形状等 。基 热流强度 的表 达式 如下 ： 于上 述特 点 ，磨 削过 程 可 以视 作 随机 过 程 。在 该 过 程 q =qR ／A= R ／Z。b (1) 中 ，磨 削 区域 内会 产生 很高 的温 度 ，从 而影 响 了工件 的 式 中 ：q为功率 ；A为接 触面 积 ； 为磨 削力 ；。为砂 轮 表 面光 洁度 并加 速 了砂轮 的磨损 。在一般加 工方 法 中 ， 速度 ；z与 b分别为接触面积 的长度 与宽度 。 产 生 的热量 80％传 人切 屑 并被带走 ，而 磨 削过 程则 不 从 而 可得 温 度场 中任 意一 点 的温度 ，用公 式表示 同，其 产生 的热量 大约有70％ ～80％将 传递 到工件 中 ， 为 ： 从而会对 工件产生 不 可忽视 的影 响 。因此 ，对磨 削热展 0 ： L 。一 (X2+ )1~2d (2) 开研究十分必要 。 玎 ^ w J ￡ 式 中 ： 为 热源 移 动速 度 ；A为 热传导 系数 ；口为 热传 在过 去 的几 十年 中 ，许 多研 究者 在磨 削热 的理论 导率 ；肠为0阶第2类 贝塞尔 函数 ；X与 工分别为 X= 上 做 了大量 的工 作 。J、C．Jaegert提 出了磨 削热的移 动 ／2口，L = xl ／2口。 热源 理 论 ，并 以此 为基 础 ，首 次提 出 了矩 形 热源 的模 相 对 于矩形 热源 ，贝季瑶 认 为 ，由于砂 轮 与工件之 型 。该模型形状类似一个矩形 ，可 以用它进行计算求得 间的磨 削热 随接触长度而变化 ，因此热源模 型更N-合 工件温度场 中的任意 点 的温度值 。随后 ，贝季瑶 建立 三角形 的形状 ，其数值沿着 轴正 向增加 ，其最高值 了形 状 为三 角形 的磨 削热源模 型 ，以表 示磨 削 区域 中