点磨削加工过程中磨削温度的研究

摘要

快速点磨削技术(Quick-point Grinding)是集CBN超硬磨料，CNC技术和超高速外圆磨削等先进技术于一身的高效率、高柔性磨削加工工艺。其核心部件是配有三个磨削轴的数控回转砂轮架，采用三个磨削轴，实现在一次装夹中完成一个复杂轴类工件的综合加工。然而在国内对其磨削机理，磨削质量控制等方面的研究及相关技术信息鲜有报道，因此关于该项新工艺的许多关键技术及理论，新的应用领域有待进一步开发研究。 快速点磨削过程中点磨削变量角的存在，使得砂轮与回转形工件表面形成理论上的点接触，其磨削几何学，砂轮磨损特性等与常规磨削方式有很大的区别。点磨削变量角将显著影响磨削区形状、面积、方位，因而也将影响磨削力、磨削热、工件表面的完整性及砂轮磨损特性等。本文对快速点磨削工艺特性及相关技术进行了理论和实验研究分析。根据快速点磨削侧边完成去除材料的工艺特性，建立了磨削区等效当量直径、接触弧长、磨削区温度分布模型、最高温度计算模型，并对其影响参数进行了分析。 分析了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削性能，传热特性，对传入砂轮复合体和工件的磨削热量的影响因素进行了分析，通过实验和理论分析确定传入工件的热量百分比。CBN磨料的导热性非常好，磨削过程中，很大一部分热量传入CBN砂轮复合体，而且磨削质量较优。 设计了磨削区温度测量实验装置和实验方案，对半人工热电偶的工作原理，测温的误差进行了理论分析，对实验信号放大采集及信号引出方式作了比较详细的介绍和分析。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2高效磨削技术国内外发展现状

1.2.1现代高效磨削机床的发展

1.2.2磨粒磨削加工的发展要求及典型工艺形式

1.2.3磨削温度研究的现状

1.3数控快速点磨削技术及特点

1.3.1数控快速点磨削原理介绍

1.3.2快速点磨削相关技术

1.3.3快速点磨削应用特点：

1.4本课题的主要研究内容

第2章快速点磨削几何学研究

2.1快速点磨削的几何学特征

2.1.1接触区磨削几何学

2.1.2磨粒切削深度模型

2.1.3砂轮与工件周边接触宽度模型

2.2快速点磨磨削工艺特性

2.2.1快速点磨削应变率变化

2.2.2超高速磨削成屑机理

2.2.3快速点磨削砂轮磨损特性

第3章快速点磨削温度计算模型的建立

3.1磨削温度的理论计算研究

3.1.1磨削温度理论解析热源法简介

3.1.2热源几何形状的简化

3.2快速点磨磨削区温度数学模型

3.2.1热源模型简化

3.2.2磨削区温度计算模型

3.2.3磨削区温度计算的经验公式

第4章快速点磨削中的热量分配比例

4.1磨削过程中热量分配比例的研究发展

4.1.1砂轮磨削的热量传输机制

4.1.2砂轮磨削热量传输模型

4.1.3 CBN砂轮磨削特性

4.1.4砂轮磨削过程中热量分配研究发展历程

4.2热量分配率的计算分析

4.2.1砂轮-工件接触区磨削热分配计算

4.2.2磨削参数对热量分配比的影响

第5章快速点磨削温度测量试验设计

5.1试验方案

5.1.1试验目的

5.1.2试验机床

5.2温度测量原理

5.3.温度实验装置设计

5.3.1.电路部分设计

5.3.2.机械系统设计

5.4.点磨削温度实验

5.4.1热电偶标定

5.4.2实验条件及工件

第6章结论和建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢