磨料有序化排布砂轮的磨削温度场研究

发布时间：2017-09-02 03:39

  本文关键词：磨料有序化排布砂轮的磨削温度场研究

  更多相关文章： 磨削温度场 有序化排布砂轮 叶序理论 计算仿真

【摘要】：现如今,磨削加工技术及磨床的应用在现代机械加工制造中也起到越来越重要的作用,但是传统的砂轮制造方法所制造砂轮上磨粒处于一种随机地排布,这导致在磨削加工时砂轮上的参与磨削的有效磨粒只占总磨粒数的少数,砂轮容屑空间不足不利于磨削液的流动及磨屑的及时排出,这些都会引起磨削加工中增大磨削力,磨削温度升高甚至引起工件烧伤,工件加工质量下降。因此,对砂轮表面磨粒的进行有序排布,使磨粒在轴向和周向实现非等距错位排布,形成空间上的互补,增加有效磨粒数并增大容屑空间,提高砂轮磨削性能问题成为当今磨削技术发展的重要方向之一。本文首先将生物学中的叶序理论创造性地应用于磨削领域,将其与磨削理论有机结合,设计并制造出了以叶序排布砂轮为基础的磨料有序化排布砂轮。综合考虑磨削区内的情况和镜像原理等,以已知的热源模型和热分配模型为基础得到了磨料有序化排布砂轮磨削区域的温度分布规律,建立了其磨削温度场模型。其次,本文采用工程上广泛应用的计算分析软件MATLAB对磨料有序化排布砂轮磨削温度场进行计算、仿真研究。分别对磨料有序化排布砂轮的普通磨削、缓进给磨削和高效深磨进行计算仿真研究,分析了磨料有序化排布砂轮在不同磨削状态下的温度分布情况以及砂轮线速度Vs、工件进给速度Vw和磨削深度ap对磨削温度的影响,并对不同排布砂轮进行了对比分析。仿真结果表明:磨料叶序排布砂轮的磨削温度要低于其它有序化排布砂轮的磨削温度。最后,本文对磨料有序化排布砂轮的磨削性能进行了实验研究,通过搭建实验平台进行了磨料有序化排布砂轮磨削TC4合金的温度实验研究。实验中,对磨削温度进行取样测量,分析了实验中工件表面磨削温度的分布情况及工件进给速度Vw和磨削深度ap对工件表面温度变化的影响,并对不同排布砂轮进行了对比分析。实验结果表明:在相同磨削条件下,磨料有序化排布砂轮能有效降低TC4的磨削温度,使用叶序排布砂轮能获得更低的工件表面温度。
【关键词】：磨削温度场 有序化排布砂轮 叶序理论 计算仿真
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势13-20
• 1.2.1 磨料有序化排布研究现状13-15
• 1.2.2 磨削温度研究现状15-16
• 1.2.3 磨削温度的计算方法16-17
• 1.2.4 磨削温度的测量方法17-20
• 1.3 课题来源及意义20
• 1.3.1 课题来源20
• 1.3.2 课题意义20
• 1.4 研究内容20
• 1.5 本章小结20-22
• 第2章 磨料有序化排布砂轮磨削温度场模型22-49
• 2.1 磨料有序化排布理论及相关公式简介22-25
• 2.1.1 叶序理论简介22
• 2.1.2 磨料叶序排布方程22-23
• 2.1.3 磨料错位排布方程23-24
• 2.1.4 磨料矩阵排布方程24
• 2.1.5 磨料无序排布方程24-25
• 2.2 磨削热分配理论及热源模型25-28
• 2.2.1 磨削热分配理论模型25-27
• 2.2.2 温度分布热源模型27-28
• 2.3 热源强度的求解28-32
• 2.3.1 尺寸效应简介28
• 2.3.2 比磨削能求解28-32
• 2.4 磨粒发热量计算32-37
• 2.4.1 单颗磨粒发热量32-33
• 2.4.2 接触弧长上有效磨粒数的确定33-35
• 2.4.3 磨粒的镜像处理35-37
• 2.5 磨料有序化排布砂轮磨削温度场数学模型的建立37-42
• 2.6 磨料有序化排布砂轮大切深磨削温度场数学模型的建立42-48
• 2.6.1 大切深磨削简介42-44
• 2.6.2 大切深磨削温度场模型的建立44-48
• 2.7 本章小结48-49
• 第3章 磨削温度场的计算仿真49-74
• 3.1 MATLAB软件及其应用49-50
• 3.2 磨削温度场的计算仿真准备50-51
• 3.3 普通磨削温度场计算、仿真结果及分析51-59
• 3.3.1 工件温度变化分析52-55
• 3.3.2 砂轮速度Vs对磨削温度的影响55-56
• 3.3.3 进给速度Vw对磨削温度的影响56-57
• 3.3.4 磨削深度pa对磨削温度的影响57-59
• 3.4 缓进给磨削温度场计算仿真结果及分析59-65
• 3.4.1 工件温度变化分析59-62
• 3.4.2 砂轮线速度Vs对磨削温度的影响62-63
• 3.4.3 进给速度Vw对磨削温度的影响63-64
• 3.4.4 磨削深度pa对磨削温度的影响64-65
• 3.5 高效深磨温度场计算仿真65-72
• 3.5.1 工件温度变化分析66-69
• 3.5.2 砂轮线速度Vs对磨削温度的影响69-70
• 3.5.3 进给速度Vw对磨削温度的影响70-71
• 3.5.4 磨削深度pa对磨削温度的影响71-72
• 3.6 三种磨削方式对比分析72-73
• 3.7 本章小结73-74
• 第4章 磨料有序化排布砂轮磨削TC4合金的温度实验研究74-89
• 4.1 磨料有序化排布砂轮得设计与制备74-75
• 4.2 实验方法及条件75-79
• 4.2.1 实验材料及其相关性能参数75
• 4.2.2 实验系统及设备75-76
• 4.2.3 温度检测系统设计76-78
• 4.2.4 热电偶的标定78-79
• 4.3 实验方案设计79-81
• 4.3.1 工件的装夹79-80
• 4.3.2 实验方案设计80-81
• 4.4 单颗磨粒砂轮磨削实验结果及分析81-84
• 4.4.1 工件表面磨削温度分布81-82
• 4.4.2 工作台进给速度Vw对磨削温度的影响82-83
• 4.4.3 磨削深度ap对磨削温度的影响83-84
• 4.5 磨粒族砂轮磨削实验结果及分析84-87
• 4.5.1 工件表面磨削温度分布84-85
• 4.5.2 工作台进给速度Vw对磨削温度的影响85-86
• 4.5.3 磨削深度ap对磨削温度的影响86-87
• 4.6 实验与计算仿真结果对比分析87-88
• 4.7 本章小结88-89
• 结论89-91
• 参考文献91-96
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果96-97
• 致谢97-98

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 迅一;砂轮的修整[J];机床与工具;1955年05期

2 陈永贵;砂轮硬度的测定和选择[J];机床与工具;1955年10期

3 艾振民;韩锡贤;;砂轮浸二硫化钼的新方法[J];机械工人.冷加工;1980年12期

4 赵鹭华;砂轮性能的评价[J];磨料磨具与磨削;1981年03期

5 中山一雄 ,高木纯一郎 ,谭瑞星;砂轮锐利性的测定[J];磨料磨具与磨削;1984年01期

6 董锡翰;迟大华;;砂轮硬度改善浅析[J];机械工程师;1986年02期

7 刘镇昌,陈日曜,阿部聪,村木和之;关于砂轮表面复映法的一些探讨[J];磨料磨具与磨削;1988年05期

8 申明志;砂轮变薄工具的制造与应用[J];机械工程师;1988年04期

9 肖安定;砂轮堵塞的测量[J];广西工学院学报;1994年04期

10 万隆;磨钢球砂轮干燥裂纹成因探讨[J];金刚石与磨料磨具工程;1995年05期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 李刚;白云利;;变频技术在砂轮制造业的应用[A];2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集（河南分册）[C];2000年

2 王红军;李改利;;基于激光的砂轮地貌检测技术研究[A];北京机械工程学会2008年优秀论文集[C];2008年

3 王红军;李改利;;基于激光的砂轮地貌检测技术研究[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年

4 吴永孝;张广玉;吕维新;徐建良;;超声波振动修整砂轮的研究[A];中国电子学会生产技术学分会机械加工专业委员会第六届学术年会论文集[C];1995年

5 贺献宝;;利用PVA砂轮提高工件表面粗糙度等级[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2005年

6 王先逵;马明霞;应宝阁;;金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花修锐技术研究[A];第八届全国电加工学术年会论文集[C];1997年

7 余剑武;何利华;尚振涛;尹韶辉;黎文;覃新元;;微细砂轮电火花修整实验研究[A];第15届全国特种加工学术会议论文集（上）[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 李长江;分切薄刀和砂轮的选用及使用方法[N];中国包装报;2006年

2 刘平;百名专家解读百种产品质量[N];中国质量报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 韦伟;渐进式软固结磨粒气压砂轮光整加工研究[D];浙江工业大学;2016年

2 李晓冬;砂轮在线液体自动平衡系统及其平衡精度的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2004年

3 曾晰;软固结磨粒气压砂轮设计方法及材料去除特性研究[D];浙江工业大学;2013年

4 张小锋;关于砂轮地貌双目视觉检测技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年

5 袁和平;磨料群可控排布砂轮的制备技术及其磨削性能[D];大连理工大学;2010年

6 赫青山;热管砂轮高效磨削加工技术研究[D];南京航空航天大学;2013年

7 庞子瑞;超高速点磨削陶瓷CBN砂轮性能的实验研究[D];东北大学;2009年

8 李长河;砂轮约束磨粒喷射精密光整加工机理及表面特性的研究[D];东北大学;2006年

9 刘月明;磨削过程建模与点磨削工艺的若干研究[D];东北大学;2012年

10 杨晓红;不平衡量信号的精密谱分析及其在砂轮动平衡测控仪中的应用[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李灏楠;基于离散元素法的砂轮建模与磨削仿真研究[D];东北大学;2014年

2 杨苏;砂轮振动信号提取及动平衡控制装置研制[D];长春工业大学;2016年

3 严长明;基于二次开发的外圆磨削仿真研究[D];陕西理工学院;2016年

4 马昌玉;磨粒三维可控排布多孔CBN砂轮制备及磨削性能[D];南京航空航天大学;2015年

5 童欣;超高频感应钎焊单层超硬磨料成形砂轮研制[D];南京航空航天大学;2015年

6 孙晋祥;曲面钢模芯精密磨削的环面砂轮轮廓自适应修整研究[D];华南理工大学;2016年

7 徐亚博;金属基超硬砂轮电火花修整实验研究[D];西安工业大学;2016年

8 刘忠德;大口径SiC反射镜磨削用金属基圆弧砂轮的在线修整技术[D];哈尔滨工业大学;2016年

9 陈伟鹏;在位砂轮表面形貌测量系统精密位移工作台的优化设计[D];华侨大学;2016年

10 康伟;砂轮表面形貌评定方法研究及其评价系统构建[D];华侨大学;2016年

，

本文编号：776215