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研磨工件表面的平均温度及其简化计算方法

  • 将Jaeger模型进行线形化处理,用该方法计算所得结果与经典解误差仅有6%,这是工程估算金刚砂磨削温度的一种比较实用的方法。
    1. Jaeger模型分析图3-46所示为Jaeger对精磨中建立的二维热源移动模型,图中表示一个理想绝热体,在底面具有一个均匀热流密度q、长度为1的棒状热源,以速度。在具有热导率λ和体积比热容为cPip的半无限大的静止物体上匀速运动。图3-47给出了沿滑动体单位宽度上当佩克莱特数L(L无量纲)取不同数值时温度θ的变化,图中L=vl/a,a=λ/(cPP)。
      假如滑动体也是一个导热体,那么消失在界面上的热只有一部分R(R为流入静止的半无限大体的热量百分比)流入静止的半无限大体,而1-R部分将流入滑动体。
    2. Jaeger模型的线性化在计算传入砂轮的热量时,采用被线性化的Jaeger模型很方便。图3-48给出了对于L>20时,滑动体被线性化的模型。当佩克莱特数L>20时,可以认为沿着滑动体的沮度分布是线性的,如图3-48(a)中的虚线所示。图3-48(b)表明了在表层-y下面滑动体后部温度随深度变化的情况,图中实线表示包括误差函数在内的经典非稳态传热解,虚线表示线性化的等效解,即虚线和实线所含的面积是相等的。其意思是流入两种面积的热量是相同的。
    3. 能量比例系数R利用线性化模型可以方便地计算出流入砂轮与研磨工件内的热量值,假如进入工件的热量占总热量的比例为R,不考虑对流散失的热量,不考虑由切屑带走的热量(磨削时,该部分热量很小,可忽略),则进入砂轮的热量比值可近似为1-R。图3-49表明了砂轮与工件的接触状态。设砂轮与工件的名义接触面积为A,实际接触面积为AR;则对工件来说AR/A=1。
      对于湿磨条件下磨削来说,由于磨削时喷入切削液,则在砂轮与工件接触之间,磨削液将会使能量比例系数R产生变化。热量此时会流入砂轮表面的磨粒中,而且也会传入金刚砂磨削液的液膜中。假如在砂轮表面存在一层液膜,则接触面积的比值对磨粒来说(AR/A)s<1,而对液膜来说,(AR/A)s=1。
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