熱管砂輪高效磨削溫度場研究.pdf

1、在難加工材料的高效磨削加工中，由于被加工材料導(dǎo)熱性能差，使其在磨削加工中更易出現(xiàn)弧區(qū)的熱量聚集，以致引起磨削燒傷、材料去除率低與砂輪磨損快等一系列問題，因此，磨削中采用何種有效的冷卻方法就顯得尤為重要。熱管砂輪是將熱管技術(shù)應(yīng)用于磨削加工中，借助熱管優(yōu)良的傳熱性能，將弧區(qū)產(chǎn)生的熱量從砂輪基體迅速傳出，從而有效控制弧區(qū)溫度，為解決磨削熱提供了一個(gè)新的途徑。
　　本文基于熱管砂輪磨削弧區(qū)強(qiáng)化換熱構(gòu)想，建立了熱管砂輪的傳熱仿真模型，利用F

2、LUENT軟件計(jì)算并分析了熱管砂輪在不同弧區(qū)熱流密度、砂輪轉(zhuǎn)速、熱管壁厚以及磨粒排布下的換熱性能，同時(shí)通過與無熱管砂輪進(jìn)行對比，證明了熱管砂輪對磨削溫度的控制能力。最后通過干磨削鈦合金對比試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）根據(jù)熱管砂輪工作原理及結(jié)構(gòu)形式，采用GAMBIT前處理軟件建立了熱管砂輪的仿真幾何模型，包括砂輪基體、熱管、磨粒和熱源四部分，同時(shí)將尺寸較小的磨粒和尺寸較大的砂輪基體采用逐漸過渡的方法劃分為三角形

3、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
　　（2）利用仿真軟件對不同弧區(qū)熱流密度、砂輪轉(zhuǎn)速、熱管壁厚以及磨粒間距的熱管砂輪溫度場進(jìn)行仿真分析，并在相同熱流密度下對比了熱管砂輪與無熱管砂輪的弧區(qū)溫度。仿真結(jié)果表明：弧區(qū)溫度會(huì)隨著熱流密度和磨粒間距的增大相應(yīng)升高，隨著轉(zhuǎn)速的增大而降低；熱管的啟動(dòng)時(shí)間會(huì)隨著砂輪壁厚的增大減慢；在相同熱流密度下，熱管砂輪的弧區(qū)溫度明顯低于無熱管砂輪。
　　（3）使用熱管砂輪與無熱管砂輪進(jìn)行了鈦合金干磨削對比試驗(yàn)。根據(jù)磨削弧區(qū)