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磨削区带状运动热源引起温度的理论解释

  • 图3-43所示为干磨削条件下磨削区面热源及其运动面热源的坐标系统。
    设磨削接触弧区AA;B;B为带状(矩形)热源,其y方向可视为无限长,热源强度为q[J/(m2·K·s)];其接触弧长lc与砂轮直径和金刚砂磨削深度有关,lc=√apdse,热源AA;B;B可视为无数线热源dxi的综合。取某一线热源dxi进行考察,其热源强度为q,并沿x方向以速度v运动。运动线热源在半无限大导热体中的温度场温度0m可用以下公式计算,即:0m=q/πγexp(-xmv/2a)ko(v/2a√x2m+z2m)
    式中0m-任意点m(x、z)处的温度,℃;
    ko-零阶二类修正贝塞尔函数;
    xm-m点在x坐标方向上离开热源的距离,cm;
    Zm-m点在z坐标方向上离开热源的距离,cm;
    v-线热源运动速度,cm/s;
    q-热源强度,J/(m2·K·s);
    γ-热导率,W/(m·K);
    a-热扩散率,m2/S,a=γ/(pcp);
  • 在上述分析中,将金刚砂磨削热源看成是连续的,也是符合实际情况的。因为对于一般粒度的砂轮,每平方毫米至少有一颗以上的工作磨粒,因而,在极高的砂轮速度下,在极小的接触区内总有密度很高的磨粒进行切削,故热源接近连续性。此外,在磨削过程中,砂轮表面上最突出的磨粒与结合剂承受法向力最大,因而弹性变形量大,由此引起位置较深的金刚砂磨粒与工件表面接触,造成与工件接触的磨粒数显著增加,其中有些磨粒虽仅在工件表面上滑擦,但引起的热量是大量的。从热源的观点来看,磨削热是摩擦热与切削热综合叠加的结果。因此,在描述磨削过程的温度模型时,采用连续的热源是符合实际的。
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