凸輪軸高速磨削溫度數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、作為發(fā)動機的重要零件之一，凸輪軸的產(chǎn)量大、使用面廣，其加工精度、表面質(zhì)量、燒傷程度直接決定著發(fā)動機的工作質(zhì)量和效率。凸輪高速磨削過程中往往會伴有大量熱量的產(chǎn)生，并以熱能的形式進(jìn)入工件和砂輪，導(dǎo)致磨削弧區(qū)局部溫度急劇升高，極大地影響凸輪的表面完整性及其使用性能，甚至引起凸輪表面的熱損傷（包括表面的燒傷、裂紋、殘余應(yīng)力等）。因此，本文以凸輪軸高速磨削熱為研究對象，分析了凸輪軸高速磨削加工機理及工藝特點，建立了適用于凸輪高速磨削溫度理論計算的

2、熱流分布模型，開展了凸輪軸高速磨削溫度數(shù)值模擬和實驗研究，為尋求準(zhǔn)確合理地監(jiān)視和控制磨削熱損傷工藝措施、改進(jìn)凸輪軸磨削工藝、充實磨削工藝數(shù)據(jù)庫提供了科學(xué)依據(jù)。
　　首先，本文分析了凸輪軸數(shù)控磨削加工原理及其工藝特點，探討磨削過程中凸輪工件與砂輪的幾何運動學(xué)特性及其對磨削熱的影響，進(jìn)行凸輪軸高速磨削過程磨削熱的生成理論解析，推導(dǎo)了適用于凸輪軸磨削溫度理論計算的可變熱流分布模型，提出了一種凸輪軸高速磨削弧區(qū)熱量分配比的計算方法。

3、>　　其次，本文闡述了磨削加工熱分析過程的理論基礎(chǔ)和熱分析有限元法的基本理論，在ANSYS有限元軟件中對凸輪軸進(jìn)行了APDL參數(shù)化建模，提出了一種非圓曲面磨削熱源加載方法，并基于可變熱流分布模型對凸輪高速磨削溫度進(jìn)行了有限元仿真。
　　最后，本文搭建了基于紅外熱像儀的凸輪軸高速磨削溫度測量裝置，開展了凸輪軸高速磨削實驗，探討分析了不同磨削工藝參數(shù)對磨削溫度的影響機制，對比分析了仿真結(jié)果與實驗結(jié)果，結(jié)果比較吻合，驗證了理論模型與仿真