金屬材料的微尺度磨削溫度仿真與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著微尺度產(chǎn)品在越來(lái)越多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何能夠加工出具有小型化尺寸特征的零件成為近些年來(lái)科技研究的一個(gè)熱點(diǎn)課題，其中就包括能夠獲得良好表面質(zhì)量的微尺度磨削工藝。對(duì)于宏觀領(lǐng)域，磨削工藝易產(chǎn)生大量熱量并傳入工件，容易導(dǎo)致工件表面的熱損傷，導(dǎo)致工件的抗磨損性能降低從而降低零件的使用壽命和工作性能;在微尺度領(lǐng)域，由于微磨棒小，作業(yè)工件有限，溫度測(cè)量一直是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。從加工過(guò)程來(lái)看，也不能簡(jiǎn)單的把宏觀磨削機(jī)理按照比例縮放應(yīng)用到微尺度磨削

2、領(lǐng)域，從而也不能簡(jiǎn)單的把宏觀磨削溫度場(chǎng)情況應(yīng)用到微尺度磨削，而研究微尺度磨削溫度場(chǎng)及熱損傷機(jī)理對(duì)于提高微尺度磨削的加工質(zhì)量具有重要意義。本論文從理論、有限元仿真及實(shí)驗(yàn)等方法，對(duì)微尺度磨削溫度進(jìn)行研究，主要內(nèi)容有:
　　(1)磨削溫度場(chǎng)的理論研究。分析磨削熱的產(chǎn)生與傳散機(jī)理，介紹傅里葉導(dǎo)熱定律和熱傳導(dǎo)微分方程。對(duì)不同的熱源分布理論進(jìn)行比較分析，并分析微尺度磨削溫度場(chǎng)模型。
　　(2)微磨削溫度場(chǎng)的有限元仿真研究。通過(guò)ABAQU

3、S有限元分析軟件建立單磨粒仿真磨削模型，分析磨削深度和主軸轉(zhuǎn)速這兩個(gè)加工參數(shù)對(duì)微磨削溫度和微磨削力的影響，并且對(duì)微磨削溫度場(chǎng)進(jìn)行研究，得到一系列直觀的溫度場(chǎng)云紋圖和溫度曲線圖。
　　(3)測(cè)溫系統(tǒng)的搭建。分析熱電偶傳感器的測(cè)溫原理，搭建測(cè)溫系統(tǒng)，并根據(jù)微尺度磨削特點(diǎn)，尋找到適合的測(cè)溫方法。
　　(4)微尺度磨削溫度場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)量，分析磨削深度、主軸轉(zhuǎn)速和工件進(jìn)給速度對(duì)微磨削溫度和微磨削力的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量