圆环内孔磨削温度场的有限元仿真

运用传热学原理,结合圆环内孔磨削实际情况,并进行合理的简化和假设,建立了圆环内孔磨削的热传导数学模型,利用有限元分析软件ANSYS,对热传递过程进行了仿真,得出了工件内部温度场分布云图,进而分析了磨削过程中温度的分布及变化情况.模拟结果较真实的反映了圆环内孔磨削热状况,为解决圆环内孔磨削表面热损伤和热变形等问题提供了依据.     

圆环内圆磨削的热变形误差研究

运用热弹性和热塑性原理 ,在定常温度场的模型下推导出了圆环内孔磨削时的热变形和热变形误差计算式 ,包括内孔的热变形和达到塑性状态以后的残余变形计算式。给出了一些圆环热变形的特性曲线。对理论分析进行了实验验证 ,二者吻合较好。说明该模型可用于内孔磨削工艺的热变形误差计算 ,并且计算方法和有限元等方法相比要简单得多     

圆环内圆磨削的有限元仿真

对二维圆环内孔磨削的温度场和应力应变场用有限元方法进行了仿真.用命令流方式建立了圆环传热有限元分析模型,采用外圆夹紧与盘面夹紧方式进行了对比,计算得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,径向温度梯度较大;内孔最大热变形出现在夹紧位置之间,达到了0.030mm,外圆最大热变形达到0.062mm,内孔磨削后将产生较...     

圆环内孔磨削的热应力分析

本文运用热弹性和热塑性理论，推导出了磨削圆环内孔状态下的热应力计算式，给出了弹塑性分界半径的确定办法。为磨削圆环热变形及其加工误差的计算奠定了基础。     

内圆磨削过程的有限元数值模拟

针对现有磨削零件的热损伤,以圆环内圆磨削为例,基于有限元分析方法,采用命令流方式建立了圆环传热的二维有限元分析模型,对磨削温度场、热变形过程进行了模拟仿真。计算结果得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,磨削内圆进入了垫}生状态,磨削内圆时的热变形基本是对称的。分析结果合理可行,为实际切削奠定理论基础。     

基于磨削热变形分析的切入式外圆磨削去除率的修正模型与实验研究

为解决切入式外圆磨削加工中磨削热变形引起的传统磨削去除率模型与实际磨削偏差较大的问题，基于磨削热变形机理分析，对传统切入式外圆磨削去除率模型进行了修正。通过分析切入式外圆磨削过程中砂轮与工件的磨削热变形量及热变形速率，确定了修正函数，建立了基于磨削热变形的切入式外圆磨削材料去除率修正模型，并通过磨削实验对模型进行了验证。结果表明，修正模型具有更高的准确性。     

内圆磨床工作热对零件磨削精度影响的研究

对小深孔内圆磨床磨削热对零件尺寸精度的影响进行了探讨。通过因素分析和试验，发现了零件在内圆磨削加工时尺寸精度的变形规律；并研究了磨削热源引起的机床变形对磨削零件尺寸精度的影响；最终提出了磨削加工时的注意事项和补偿措施。     

基于热源温度场叠加法的丝杠磨削过程中热变形分析

在分析丝杠磨削过程中的热变时,由于移动热源引起的温度场分布状态相当复杂,相应的按常规方法求解热变形量十分困难。因此,运用热源温度场叠加法,对磨削过程中丝杠的温度场进行分析,将丝杠磨削这一复杂温度分布状态,简化为热量含量相同且温度均布状态。然后利用平均线膨胀系数得出丝杠的热变形。最后通过实验将计算结果与实验结果对比,证明此方法的有效性。     

单向C/E复合材料磨削制孔温度场模型的研究

碳纤维/树脂(Carbon/epoxy,C/E)复合材料制孔过程中,利用"以磨代钻"刀具的制孔质量较高,但由于树脂基体的热力学性能较差,温度场的分布对加工质量具有较大的影响。为研究磨削制孔过程中切削温度场的分布,在对材料热物理特性均匀化处理的基础上,利用有限差分法建立了三维制孔温度场模型,并利用试验对模型进行了试验验证。结果表明,利用所建模型计算所得加工过程中材料的温升情况、制孔出口温度的最大值以及出口温度场的分布均与实际情况具有较高的一致性,所建模型具有较高的精度及可信性。同时,出口温度场的分布呈椭圆形且椭圆的长轴与纤维方向一致。磨削制孔过程中温度场的研究,对确定磨削制孔过程中切削温度对加工缺陷的影响因素具有一定的指导作用,并为C/E复合材料"以磨代钻"制孔新工艺提供了理论依据。     

精密螺纹磨削的研究——第三个报告,丝杠的热变形

第一个报告叙述了螺纹磨削螺距误差的来源,第二个报告研究了磨削时工件螺纹热变形引起的螺距误差以及对工件内的温度分布进行了理论分析(参见本刊1976,3) 本报告用理论和试验来讨论丝杠和其配合螺母之间的摩擦产生的某些热源所引起的母丝杠的温升和热变形,结果表明,这种热变形对被磨螺纹的螺距精度影响甚大。     

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。     

螺旋锥齿轮磨齿温度场研究与应用分析

根据螺旋锥齿轮的数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热应力和热变形。实例和试验分析表明:磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其他各点的瞬态温度,随位置、时间以及其他影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素的影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其他条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。     

Thermal deformation simulation for an internal grinding cirque by finite element method

An implicit finite-element code is employed to study the internal grinding process of carbon steel Q235 cirque, and its temperature field and thermal deformation are obtained. The method of thermal load calculation is proposed, a 2D finite element model is developed, and analysis steps are introduced. The diameter of the cirque is 150 mm and that of the inner hole is 56.24 mm. By adopting the clamps of surface locating and three-jaw chuck, it is found that, during the grinding process, the workpiece is in an elastic–plastic state, far from thermal-softening state. The thermal deformation of the ground cirque is basically symmetrical in a diamond shape, but the deformations of the inner circle and the outer circle are not uniform, and the inner circle thermal deformation may be negative or positive. Such different thermal displacements will produce shape error and dimension error in the inner hole. Through comparison of the two clamping modes, it is found that the precision of the surface locating is better than the three-jaw chuck. The symmetrical property of the thermal deformation of the cirque and the comparison of two clamping modes indicate that the computation is valid.     

磨削淬硬温度场的数值模拟

根据磨削比能、传热学等理论建立了磨削淬硬温度场的有限元模型,借助有限元软件Ansys对40Cr钢磨削温度场及工件的冷却速度进行了研究,得出了工件磨削温度场。最后通过不同工艺参数下的工艺试验与Ansys计算值进行了对比。结果表明,使用Ansys和试验值是吻合的,说明使用有限元方法模拟工件表面温度场是可靠和可行的。     

丝杠磨削加工热变形误差分析

对于导热问题的求解常用两种方法:有限差分法和有限元法。在丝杠磨削加工中,由磨削热引起的热变形误差是影响丝杠精度的一个主要误差。本文利用有限差分和有限元两种方法对磨削热引起的误差进行了分析,并对理论数据进行了对比。     

Y-TZP陶瓷的去除机理及耐磨性研究进展

叙述了近年来Y-TZP陶瓷磨削去除机理、耐磨性的研究进展以及一些因素(如力学性能、显微结构、相变、摩擦介质等)对Y-TZP陶瓷耐磨性的影响。Y-TZP在磨削加工过程中主要通过塑性变形、脆性断裂和粉末化等方式去除;在摩擦磨损过程中主要的磨损机理是裂纹扩展、层离、剥落、晶粒拔出、犁耕、塑性变形等。二者的主要去除机理具有许多相似之处。     

Application of self-inhaling internal cooling wheel in vertical surface grinding

There is less research on vertical sculptured grinding technology. Especially in high vertical surface grinding process with the cup abrasive wheel, the thermal damage is prone to happen and undermine the grinding surface integrity. This problem limits to improve the grinding efficiency and the grinding ratio greatly. Through the analysis of vertical surface grinding process and features in depth, this paper revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel. Based on the previous research achievements, the grinding experiments on TC4 （Ti-6A1-4V） and GH4169 are carried out utilizing the self-inhaling internal cooling wheel. The experimental results show that the self-inhaling internal cooling wheel can efficiently reduce the grinding surface temperature. Moreover, the inherent mechanism of reducing the grinding temperature using the internal cooling method is revealed. Meanwhile, under the same grinding conditions, the grinding ratio during the experiments on GH4169 using self-inhaling internal cooling method is about 3 times as high as using conventional external cooling method. And the grinding forces can be reduced by about 20%. This research revealed the inherent mechanism of higher grinding temperature in the process of vertical sculptured grinding using the cup wheel, which provides theoretical basis for the design and application of self-inhaling internal cooling wheel. At the same time, an efficient and non-invasive surface grinding method of TC4 and GH4169 is presented.