本文關(guān)鍵詞：磨料有序化排布砂輪的磨削溫度場研究

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【摘要】：現(xiàn)如今,磨削加工技術(shù)及磨床的應(yīng)用在現(xiàn)代機械加工制造中也起到越來越重要的作用,但是傳統(tǒng)的砂輪制造方法所制造砂輪上磨粒處于一種隨機地排布,這導(dǎo)致在磨削加工時砂輪上的參與磨削的有效磨粒只占總磨粒數(shù)的少數(shù),砂輪容屑空間不足不利于磨削液的流動及磨屑的及時排出,這些都會引起磨削加工中增大磨削力,磨削溫度升高甚至引起工件燒傷,工件加工質(zhì)量下降。因此,對砂輪表面磨粒的進行有序排布,使磨粒在軸向和周向?qū)崿F(xiàn)非等距錯位排布,形成空間上的互補,增加有效磨粒數(shù)并增大容屑空間,提高砂輪磨削性能問題成為當(dāng)今磨削技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。本文首先將生物學(xué)中的葉序理論創(chuàng)造性地應(yīng)用于磨削領(lǐng)域,將其與磨削理論有機結(jié)合,設(shè)計并制造出了以葉序排布砂輪為基礎(chǔ)的磨料有序化排布砂輪。綜合考慮磨削區(qū)內(nèi)的情況和鏡像原理等,以已知的熱源模型和熱分配模型為基礎(chǔ)得到了磨料有序化排布砂輪磨削區(qū)域的溫度分布規(guī)律,建立了其磨削溫度場模型。其次,本文采用工程上廣泛應(yīng)用的計算分析軟件MATLAB對磨料有序化排布砂輪磨削溫度場進行計算、仿真研究。分別對磨料有序化排布砂輪的普通磨削、緩進給磨削和高效深磨進行計算仿真研究,分析了磨料有序化排布砂輪在不同磨削狀態(tài)下的溫度分布情況以及砂輪線速度Vs、工件進給速度Vw和磨削深度ap對磨削溫度的影響,并對不同排布砂輪進行了對比分析。仿真結(jié)果表明:磨料葉序排布砂輪的磨削溫度要低于其它有序化排布砂輪的磨削溫度。最后,本文對磨料有序化排布砂輪的磨削性能進行了實驗研究,通過搭建實驗平臺進行了磨料有序化排布砂輪磨削TC4合金的溫度實驗研究。實驗中,對磨削溫度進行取樣測量,分析了實驗中工件表面磨削溫度的分布情況及工件進給速度Vw和磨削深度ap對工件表面溫度變化的影響,并對不同排布砂輪進行了對比分析。實驗結(jié)果表明:在相同磨削條件下,磨料有序化排布砂輪能有效降低TC4的磨削溫度,使用葉序排布砂輪能獲得更低的工件表面溫度。
【關(guān)鍵詞】：磨削溫度場 有序化排布砂輪 葉序理論 計算仿真
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-20
• 1.2.1 磨料有序化排布研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 磨削溫度研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 磨削溫度的計算方法16-17
• 1.2.4 磨削溫度的測量方法17-20
• 1.3 課題來源及意義20
• 1.3.1 課題來源20
• 1.3.2 課題意義20
• 1.4 研究內(nèi)容20
• 1.5 本章小結(jié)20-22
• 第2章 磨料有序化排布砂輪磨削溫度場模型22-49
• 2.1 磨料有序化排布理論及相關(guān)公式簡介22-25
• 2.1.1 葉序理論簡介22
• 2.1.2 磨料葉序排布方程22-23
• 2.1.3 磨料錯位排布方程23-24
• 2.1.4 磨料矩陣排布方程24
• 2.1.5 磨料無序排布方程24-25
• 2.2 磨削熱分配理論及熱源模型25-28
• 2.2.1 磨削熱分配理論模型25-27
• 2.2.2 溫度分布熱源模型27-28
• 2.3 熱源強度的求解28-32
• 2.3.1 尺寸效應(yīng)簡介28
• 2.3.2 比磨削能求解28-32
• 2.4 磨粒發(fā)熱量計算32-37
• 2.4.1 單顆磨粒發(fā)熱量32-33
• 2.4.2 接觸弧長上有效磨粒數(shù)的確定33-35
• 2.4.3 磨粒的鏡像處理35-37
• 2.5 磨料有序化排布砂輪磨削溫度場數(shù)學(xué)模型的建立37-42
• 2.6 磨料有序化排布砂輪大切深磨削溫度場數(shù)學(xué)模型的建立42-48
• 2.6.1 大切深磨削簡介42-44
• 2.6.2 大切深磨削溫度場模型的建立44-48
• 2.7 本章小結(jié)48-49
• 第3章 磨削溫度場的計算仿真49-74
• 3.1 MATLAB軟件及其應(yīng)用49-50
• 3.2 磨削溫度場的計算仿真準(zhǔn)備50-51
• 3.3 普通磨削溫度場計算、仿真結(jié)果及分析51-59
• 3.3.1 工件溫度變化分析52-55
• 3.3.2 砂輪速度Vs對磨削溫度的影響55-56
• 3.3.3 進給速度Vw對磨削溫度的影響56-57
• 3.3.4 磨削深度pa對磨削溫度的影響57-59
• 3.4 緩進給磨削溫度場計算仿真結(jié)果及分析59-65
• 3.4.1 工件溫度變化分析59-62
• 3.4.2 砂輪線速度Vs對磨削溫度的影響62-63
• 3.4.3 進給速度Vw對磨削溫度的影響63-64
• 3.4.4 磨削深度pa對磨削溫度的影響64-65
• 3.5 高效深磨溫度場計算仿真65-72
• 3.5.1 工件溫度變化分析66-69
• 3.5.2 砂輪線速度Vs對磨削溫度的影響69-70
• 3.5.3 進給速度Vw對磨削溫度的影響70-71
• 3.5.4 磨削深度pa對磨削溫度的影響71-72
• 3.6 三種磨削方式對比分析72-73
• 3.7 本章小結(jié)73-74
• 第4章 磨料有序化排布砂輪磨削TC4合金的溫度實驗研究74-89
• 4.1 磨料有序化排布砂輪得設(shè)計與制備74-75
• 4.2 實驗方法及條件75-79
• 4.2.1 實驗材料及其相關(guān)性能參數(shù)75
• 4.2.2 實驗系統(tǒng)及設(shè)備75-76
• 4.2.3 溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計76-78
• 4.2.4 熱電偶的標(biāo)定78-79
• 4.3 實驗方案設(shè)計79-81
• 4.3.1 工件的裝夾79-80
• 4.3.2 實驗方案設(shè)計80-81
• 4.4 單顆磨粒砂輪磨削實驗結(jié)果及分析81-84
• 4.4.1 工件表面磨削溫度分布81-82
• 4.4.2 工作臺進給速度Vw對磨削溫度的影響82-83
• 4.4.3 磨削深度ap對磨削溫度的影響83-84
• 4.5 磨粒族砂輪磨削實驗結(jié)果及分析84-87
• 4.5.1 工件表面磨削溫度分布84-85
• 4.5.2 工作臺進給速度Vw對磨削溫度的影響85-86
• 4.5.3 磨削深度ap對磨削溫度的影響86-87
• 4.6 實驗與計算仿真結(jié)果對比分析87-88
• 4.7 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻91-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果96-97
• 致謝97-98

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