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，溫度測量一直是一個(gè)很難解決的問題。從加工過程來看，也不能簡單的把宏觀磨削機(jī)理按照比例縮放應(yīng)用到微尺度磨削

2、領(lǐng)域，從而也不能簡單的把宏觀磨削溫度場情況應(yīng)用到微尺度磨削，而研究微尺度磨削溫度場及熱損傷機(jī)理對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，對微尺度磨削溫度進(jìn)行研究，主要內(nèi)容有:
　　(1)磨削溫度場的理論研究。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模型。
　　(2)微磨削溫度場的有限元仿真研究。通過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)對微磨削溫度和微磨削力的影響，并且對微磨削溫度場進(jìn)行研究，得到一系列直觀的溫度場云紋圖和溫度曲線圖。
　　(3)測溫系統(tǒng)的搭建。分析熱電偶傳感器的測溫原理，搭建測溫系統(tǒng)，并根據(jù)微尺度磨削特點(diǎn)，尋找到適合的測溫方法。
　　(4)微尺度磨削溫度場的實(shí)驗(yàn)研究。通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)測量，分析磨削深度、主軸轉(zhuǎn)速和工件進(jìn)給速度對微磨削溫度和微磨削力的影響，并通過實(shí)驗(yàn)測量