本文關(guān)鍵詞：基于微量潤(rùn)滑的磨削強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 微量潤(rùn)滑 磨削強(qiáng)化 MQL參數(shù) 表面粗糙度 強(qiáng)化層

【摘要】：磨削強(qiáng)化是一種將表面熱處理與磨削加工集成于一體的復(fù)合加工方法。該方法省去了熱處理工藝,使產(chǎn)品的加工工序縮短、加工時(shí)間減少、生產(chǎn)成本降低、生產(chǎn)效率提高,同時(shí)還減少了能量的浪費(fèi),降低了對(duì)環(huán)境的污染。因此,與傳統(tǒng)表面淬火工藝相比,磨削強(qiáng)化技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。然而,在干磨條件下,磨削區(qū)缺少潤(rùn)滑冷卻作用,致使磨削強(qiáng)化后工件的表面質(zhì)量差,從而制約了零件的使用性能。基于此,本文將微量潤(rùn)滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)技術(shù)應(yīng)用到磨削強(qiáng)化加工中。在使用微量磨削液的條件下,高效潤(rùn)滑冷卻磨削加工表面,以期在對(duì)強(qiáng)化層深度影響較小的情況下,使磨削加工零件的表面質(zhì)量得到改善,提高加工零件的使用性能。本文的主要研究工作有:(1)根據(jù)砂輪氣障層形成原理及氣障層對(duì)磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的影響規(guī)律,利用FLUENT軟件對(duì)磨削楔形區(qū)的氣體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬,獲得磨削楔形區(qū)氣體運(yùn)動(dòng)的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)。研究了噴嘴方向、壓縮空氣壓力和磨削液流量對(duì)磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的影響規(guī)律,并提出了改善磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的方法。(2)在干磨與MQL條件下進(jìn)行磨削強(qiáng)化實(shí)驗(yàn),對(duì)不同冷卻潤(rùn)滑條件下的磨削力、磨削溫度和強(qiáng)化層表面質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比研究。研究表明:與干磨相比,MQL磨削強(qiáng)化工件的強(qiáng)化層深度略有降低,但工件的表面質(zhì)量得到了有效改善。(3)利用ANSYS軟件對(duì)MQL磨削工件的溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真,獲得磨削強(qiáng)化過(guò)程中工件溫度的分布狀態(tài);并根據(jù)強(qiáng)化層的形成機(jī)理對(duì)強(qiáng)化層的深度進(jìn)行了預(yù)測(cè),獲得在不同磨削深度和工作臺(tái)速度條件下的MQL磨削工件強(qiáng)化層深度的變化規(guī)律。(4)通過(guò)磨削強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究了MQL參數(shù)對(duì)磨削力、強(qiáng)化層深度和表面粗糙度的影響規(guī)律。研究表明:MQL參數(shù)對(duì)強(qiáng)化層的深度影響不明顯;噴嘴處于正向噴射磨削區(qū)時(shí),表面粗糙度值最低;增大壓縮空氣壓力時(shí),表面粗糙度值降低;增大磨削液流量時(shí),工件表面粗糙度值降低。
【關(guān)鍵詞】：微量潤(rùn)滑 磨削強(qiáng)化 MQL參數(shù) 表面粗糙度 強(qiáng)化層
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-20
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 磨削強(qiáng)化技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.1 磨削強(qiáng)化技術(shù)簡(jiǎn)介及特點(diǎn)15
• 1.2.2 磨削強(qiáng)化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 磨削液供給技術(shù)研究16-19
• 1.3.1 磨削液供給技術(shù)概述16-17
• 1.3.2 微量潤(rùn)滑磨削加工概述17
• 1.3.3 微量潤(rùn)滑磨削加工國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.1 課題來(lái)源19
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第2章 MQL參數(shù)分析與換熱機(jī)理20-29
• 2.1 砂輪氣障層20-21
• 2.1.1 氣障層的形成20-21
• 2.1.2 氣障層對(duì)冷卻液進(jìn)入磨削區(qū)的影響21
• 2.2 磨削楔形區(qū)流場(chǎng)仿真21-24
• 2.2.1 流體建模21
• 2.2.2 磨削楔形區(qū)仿真分析21-23
• 2.2.3 噴嘴方向的選擇23-24
• 2.3 MQL霧化因素分析24-27
• 2.3.1 霧化裝置的簡(jiǎn)介及霧化機(jī)理24-25
• 2.3.2 壓縮空氣壓力的計(jì)算25-27
• 2.3.3 磨削液流量的計(jì)算27
• 2.4 換熱機(jī)理27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 干磨與MQL磨削強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究29-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺桨?/span>29
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>29
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)工藝條件29-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料29-30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹30
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)所用砂輪及其修整30-31
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集31-34
• 3.3 干磨與MQL磨削對(duì)磨削力和磨削溫度的影響34-35
• 3.3.1 磨削力34
• 3.3.2 磨削溫度34-35
• 3.4 干磨與MQL磨削對(duì)磨削強(qiáng)化層表面質(zhì)量的影響35-39
• 3.4.1 強(qiáng)化層深度35-37
• 3.4.2 表面粗糙度37
• 3.4.3 表面殘余應(yīng)力37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 MQL磨削強(qiáng)化溫度仿真及強(qiáng)化層預(yù)測(cè)40-52
• 4.1 磨削熱的產(chǎn)生與傳遞40-42
• 4.1.1 磨削熱的產(chǎn)生40-41
• 4.1.2 磨削熱的傳遞41-42
• 4.2 MQL磨削溫度場(chǎng)的平衡方程42
• 4.3 磨削傳熱模型42-43
• 4.4 磨削溫度場(chǎng)的ANSYS有限元仿真43-46
• 4.4.1 MQL磨削加工模型簡(jiǎn)化43-44
• 4.4.2 溫度仿真過(guò)程44-46
• 4.5 有限元溫度仿真結(jié)果分析46-49
• 4.5.1 仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果分析46-47
• 4.5.2 磨削表面層的溫度47-49
• 4.6 磨削參數(shù)對(duì)強(qiáng)化層厚度的影響49-51
• 4.6.1 磨削深度對(duì)強(qiáng)化層厚度的影響50
• 4.6.2 工作臺(tái)速度對(duì)強(qiáng)化層厚度的影響50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第5章 MQL參數(shù)對(duì)磨削強(qiáng)化層表面質(zhì)量影響研究52-65
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c方案52
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>52
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)方案52
• 5.2 噴嘴位置對(duì)磨削強(qiáng)化層表面質(zhì)量的影響52-57
• 5.2.1 噴嘴位置對(duì)磨削力的影響52-54
• 5.2.2 噴嘴位置對(duì)強(qiáng)化層深度的影響54-55
• 5.2.3 噴嘴位置對(duì)表面粗糙度的影響55-57
• 5.3 壓縮空氣壓力對(duì)磨削強(qiáng)化層表面質(zhì)量的影響57-61
• 5.3.1 壓縮空氣壓力對(duì)磨削力的影響57-58
• 5.3.2 壓縮空氣壓力對(duì)強(qiáng)化層深度的影響58-59
• 5.3.3 壓縮空氣壓力對(duì)表面粗糙度的影響59-61
• 5.4 磨削液流量對(duì)磨削強(qiáng)化層表面質(zhì)量的影響61-64
• 5.4.1 磨削液流量對(duì)磨削力的影響61-62
• 5.4.2 磨削液流量對(duì)強(qiáng)化層深度的影響62-63
• 5.4.3 磨削液流量對(duì)表面粗糙度的影響63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)73

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