高效磨削用熱管砂輪設計與換熱性能仿真分析.pdf

1、在磨削加工過程中，去除材料所消耗的功幾乎全部轉化為熱量，這些熱量大部分都積聚在加工區(qū)，特別是對于難加工材料的高效磨削而言，高的材料去除率需要大的能量輸入，這時在加工區(qū)的將會產生更多的熱量，此時如不能采取適當?shù)睦鋮s方法及時地將熱量疏導出去，將導致加工區(qū)的溫度顯著升高，影響工件的加工質量，嚴重時將導致工件燒傷。事實上，正是加工區(qū)工件的高溫燒傷問題在很大程度上限制了高效磨削技術在難加工材料中應用。
　　 熱管作為一種高效的傳熱組件，利

2、用其內部工質的相變，能以較小的溫度梯度快速地傳遞熱量，具有很高的傳熱效率，被稱為“熱超導體”。由于其優(yōu)良的傳熱性能，熱管技術已廣泛應用與能源、航空、機械加工等領域。
　　 本文針對高效磨削加工工程中高溫致使工件燒傷的問題，根據(jù)徑向回轉熱管的工作原理，設計并制作了熱管砂輪，期望借助熱管優(yōu)良的傳熱性能，有效控制磨削弧區(qū)的溫度，促進高效磨削技術在難加工材料中的應用和發(fā)展。主要研究內容如下：
　　 （1）設計制作了熱管砂輪基體，

3、根據(jù)熱管制造的工藝特點，設計并制作了熱管砂輪抽真空、注液及封尾裝置，完成了對熱管砂輪的抽真空、注液及封尾試驗，驗證了熱管砂輪基體的真空密封性能。
　　 （2）根據(jù)熱管砂輪的工作情況，采用專用流體數(shù)值計算軟件FLUENT建立熱管砂輪磨削溫度場數(shù)值計算模型，對模型網(wǎng)格進行檢查，設置所需的邊界條件，選擇合適的求解器及控制方程。
　　 （3）仿真過程主要分析弧區(qū)熱流密度、冷流體參數(shù)、砂輪轉速、砂輪外圓壁厚等對熱管砂輪溫度場的影響