基于CFD的磨削區(qū)流場分析及有效磨削液計(jì)算.pdf

1、磨削技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要領(lǐng)域，是現(xiàn)代制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)精密加工最有效、應(yīng)用最廣泛的制造技術(shù)，有關(guān)資料表明，磨削加工占機(jī)械加工總量的30％左右。磨削過程中工件表面會產(chǎn)生大量的熱，為了抑制工件的溫升保證工件的加工質(zhì)量，就必須向磨削區(qū)供應(yīng)足夠的冷卻液，以起到冷卻、潤滑工件的作用。然而，砂輪的高速旋轉(zhuǎn)會帶動其周邊一部分空氣隨之運(yùn)動，形成一個氣流層，阻礙磨削液的有效進(jìn)入。實(shí)際磨削過程中，盡管噴射了大量的磨削液，但能夠真正進(jìn)入到磨削弧區(qū)的磨削液量很

2、少，大部分磨削液都只起到了周邊冷卻的作用。這樣降低了磨削液的利用效率和磨削過程的綠色度，造成了成本的增加。因此，研究磨削區(qū)空氣場的性質(zhì)及其與磨削液間的相互作用規(guī)律，對提高磨削液的有效利用及磨削過程的綠色水平有著十分重要的工程意義。
　　本文以普通平面磨床磨削區(qū)氣流場及磨削區(qū)氣液兩相流流場為研究對象，以計(jì)算流體力學(xué)和理論流體力學(xué)為基礎(chǔ)，采用數(shù)值模擬的研究方法，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，建立了磨削區(qū)氣流場模型和氣液兩相流流場模

3、型。分析了不同工況下磨削區(qū)氣流場的特性以及不同磨削參數(shù)對氣流場的影響;研究了磨削液經(jīng)噴嘴噴出后從射流區(qū)到磨削區(qū)的運(yùn)動規(guī)律，詳細(xì)分析了不同噴嘴位置對磨削液的運(yùn)動軌跡的影響;闡述了磨削區(qū)域磨削液的正常分布情況，并對有效磨削液進(jìn)行了定義;計(jì)算出了不同供液參數(shù)下有效磨削液流量率的大小，并分析了影響有效磨削液比例的因素，提出了增加磨削液有效利用的若干方法。通過磨削試驗(yàn)，通過研究供液參數(shù)對試件表面完整性的影響并分析試件的表面完整性指標(biāo)，驗(yàn)證不同工況