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关于断续磨削工作时工件表面层的温度

  • 关于连续磨削时温度场的解析问题在研磨工件表面的平均温度及其简化计算方法磨削磨粒点的平均温度和最高温度中已经进行了较详细的讨论,并给出了其理论解析的一些公式。在机械制造中,为了解决磨削烧伤问题,提出了许多新的磨削方法和措施.其中镶块砂轮和开槽砂轮就是方法之一。大量实验证明,镶块砂轮和开槽砂轮由于其间断磨削的特性,可以在相同磨削用量下比使用普通砂轮大幅度降低磨削温度,有效地减轻和避免工件表层的热损伤,在相同的温度下可以大大提高磨削用量,获得更高的生产效率。因此近年来,断续磨削一直在磨削领域中深受重视。1989年我国学者提出了断续磨削温度场的计算理论,在此基础上,南京航空航天大学通过对周期变化的移动热源模型的建立,引用卷积的概念,详细地推证了计算断续磨削时工件表层非稳态脉动温度场的理论公式。该公式不仅可包容连续磨削温度场的解析理论且可以计算任意时刻的瞬态温度分布问题。由于两者所采用的方法不同,以下分别叙述以供研究参考。
  • 关于断续磨削温度场的理论解析方法之一
    在断续磨削中,由于砂轮工作表面的间断,导致磨削升温的规律如图3-54所示(曲线II)。显然,欲求磨削可能达到的最高温度θmax,首先必须求得各段的磨削温度升温规律及间断冷却规律,然后依砂轮沟槽几何参数确定t0、t1、t2等,进而解得θmax。为简化问题,先进行以下几点假设。
    ①砂轮凸出部进入磨削区的温升符合J.C.Jaeger的移动热源理论。
    ②开始磨削时,总是认为砂轮凸出部前沿首先进入磨削区,即在τ=0时,砂轮某一凸出部前沿正好位于x`=-ι处。
    ③砂轮每个凸出部的长度均相等,同样每个沟槽的长度也均相等。
    a.磨削温升公式。取t1为开槽砂轮凸出部经过磨削区所需要的时间,b1为砂轮凸出部轴向长度,根据移动热源理沦,砂轮凸出部经过磨削区时,工件上任一点M(x、y、z)的温度Ts为:

    关于断续磨削工件的试验条件
    机床
    外圆磨床,功率13kV
    砂轮
    5号砂轮
    试件
    45钢,淬火
    工艺参数
    vs=52m/s,vw=15m/min,vf=0.2-0.8mm/min
    砂轮最终修整量
    fd=0.15mm/r,△d=0.02*2*1mm
    磨削液

    CMY-2磨削液,流量qv=100L/min


    砂轮开槽参数
    砂轮代号
    b1/mm
    b2/mm
    β/(°)
    η
    0
    无槽
    -
    1.00
    1
    6.5
    2.5
    49.0
    0.72
    2
    4.5
    2.0
    76.6
    0.69
    3
    2.3
    1.7
    77.6
    0.58
    4
    5.0
    4.0
    49.0
    0.56
    5
    4.3
    3.7
    77.6
    0.54
    6
    2.6
    3.9
    76.6
    0.40
  • 试验选取5号砂轮对其断续磨削温升规律进行实测与计算,在系数H=0.1-0.3时,理论与试验结果十分相似。需要指出的是,断续磨削不仅在干磨条件下可有效降低磨削温度,对于湿磨时,由于沟槽的存在,可将更多的切削液带入磨削区,从而可以更有效地减轻磨削烧伤。
  • 巩义市泰和水处理材料有限公司专业生产各种规格金刚砂、耐磨骨料、除锈砂、金刚砂耐磨地坪、核桃壳磨料、玉米芯磨料产品。
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