凸輪軸高速磨削溫度數值模擬與實驗研究.pdf

1、作為發(fā)動機的重要零件之一，凸輪軸的產量大、使用面廣，其加工精度、表面質量、燒傷程度直接決定著發(fā)動機的工作質量和效率。凸輪高速磨削過程中往往會伴有大量熱量的產生，并以熱能的形式進入工件和砂輪，導致磨削弧區(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值模擬和實驗研究，為尋求準確合理地監(jiān)視和控制磨削熱損傷工藝措施、改進凸輪軸磨削工藝、充實磨削工藝數據庫提供了科學依據。
　　首先，本文分析了凸輪軸數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特性及其對磨削熱的影響，進行凸輪軸高速磨削過程磨削熱的生成理論解析，推導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行了APDL參數化建模，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對磨削溫度的影響機制，對比分析了仿真結果與實驗結果，結果比較吻合，驗證了理論模型與仿真