納米粒子射流微量潤滑磨削高溫鎳基合金對流熱傳遞機理與實驗研究.pdf

1、磨削是機械加工中不可或缺的加工工藝，加工過程中砂輪與工件相互作用，在磨削界面產生大量的磨削熱，工件表面由于產生較高磨削溫升易造成燒傷。為了降低磨削熱對工件表面質量和使用性能的影響，采用了各種冷卻潤滑技術。澆注式使用大量磨削液造成了嚴重的污染，不適用于當前綠色生產的時代要求，干磨削和微量潤滑滿足環(huán)保的要求但冷卻潤滑效果較差，難以獲得較好的工件表面質量。納米粒子射流微量潤滑的出現(xiàn)，通過添加納米粒子增大磨削液的導熱系數(shù)，提高了磨削液的換熱能力

2、，可以有效的解決磨削區(qū)換熱問題，同時又增強了磨削區(qū)的潤滑特性。
　　本論文針對磨削鎳基合金GH4169材料，研究了澆注式、干磨削、微量潤滑和納米粒子射流微量潤滑四種冷卻潤滑方式的冷卻潤滑性能，重點研究了納米粒子射流微量潤滑。根據磨削機理，通過分析磨削過程和熱傳遞機理，建立了相應的熱源模型和傳熱模型，并借助ABAQUS軟件平臺進行有限元仿真，通過仿真結果分析磨削熱傳入工件后形成的溫升趨勢，制定實驗方案，并通過實驗驗證理論分析和仿真結

3、果，對比不同冷卻潤滑方式下得到的能量比例系數(shù)、比磨削能及工件表面質量，得到冷卻潤滑效果較好的冷卻潤滑方式，并得到一種選擇最佳冷卻潤滑效果的方案。具體的研究工作如下:
　　1、針對鎳基合金磨削產生大量的磨削熱和換熱問題，分析了具有代表性的冷卻潤滑技術，總結了關于磨削熱和新型冷卻潤滑技術的國內外研究現(xiàn)狀，為強化磨削過程換熱能力提出本論文的研究課題。
　　2、根據磨削過程，通過表征磨削的基本參數(shù)理論分析了磨削熱的來源，根據磨削過程

4、中不同的磨削深度分別建立了不同的磨削熱源模型。
　　3、針對磨削界面的熱傳遞機理，通過積分的形式建立了“點—線—面”熱源溫度場的傳熱模型，根據不同的邊界條件，分析了磨削界面的熱量分配，根據磨削界面的對流換熱分析，建立傳入工件的能量比例系數(shù)數(shù)學模型。
　　4、結合磨削熱源模型、溫度場對流換熱模型，采用有限元仿真軟件完成了磨削溫度場的建模仿真，并研究了不同冷卻潤滑條件對磨削溫度場的影響規(guī)律。
　　5、對不同冷卻潤滑條件進行