机床刀具刃磨中心冷却系统的研究
磨削加工相比其他加工方式复杂程度高,磨削区温度高,当温度达到一定值,容易引起磨削烧伤.有效的冷却方式可以降低磨削区的温度,避免工件的热变形和磨削烧伤的发生.磨削刀具时,如果能有效的分析出磨削时的刀具表面温度场分布情况,则可以为冷却系统的设计提供有力的依据.磨削不同的工件,磨削区生成的最高温度值不同,针对不同的工况条件,采取行之有效的冷却措施.不同于普通的周平面磨削,车刀的磨削采用端平面磨削,需要建立新的传热模型;对于麻花钻的后刀面刃磨,由于其后刀面是曲面但是成形过程是线接触,所以简化其磨削模型可以分析出其磨削过程的温度场分布情况.本文对刃磨车刀和麻花钻过程中,不同冷却条件下的磨削区温度场进行研究,在此基础上确定了冷却系统的系统图.主要内容包括:(1)不同于普通的周平面磨削,建立了端平面磨削的温度场分析数学模型,此模型适用于磨削车刀;通过分析麻花钻内锥面刃磨法的刃磨参数,简化分析模型,建立了内锥面刃磨法磨削麻花钻的温度场分析数学模型.(2)分析用于计算磨削区温度的方法,参考有限元分析理论基础,建立了磨削车刀和麻花钻的有限元模型.(3)计算出磨削车刀有限元仿真的边界条件;采取局部网格加密的方法提高计算精度;编写了用于磨削车刀的ANSYS温度场仿真分析的程序,得到了不同冷却条件下磨削车刀的磨削区温度场分布图.分析不同冷却条件下磨削区温度场分布图规律,得出磨削车刀的最佳冷却方式为微量润滑法.(4)计算出磨削麻花钻有限元仿真的边界条件,编写了用于分析的APDL程序,仿真结果显示:采用内锥面刃磨法磨削麻花钻时的最高温度到达一千多度.用内锥面刃磨法刃磨麻花钻时,必须采取有效的冷却措施防止磨削烧伤的产生,通过对不同冷却条件的仿真分析,得出磨削麻花钻时的最佳冷却方式为微量润滑法.(5)设计了气雾微量润滑的冷却系统图,选择了气泡雾化喷嘴的形式和微量润滑工艺参数.计算出系统主要元器件的参数,供购买设备时参考所用.
- 作者：
- 王春月
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 机械制造及自动化
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 白海清
- 中图分类号：
- TG580.23
- 关键词：
- 磨削区温度场；冷却；微量润滑；车刀；麻花钻
- Temperature field of grinding area； Cooling； MQL； Turning tool； Twist drill