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不同冷却工况下的磨削钛合金温度场模型及验证

2021-03-15王晓铭张建超王绪平张彦彬聂晓霖李长河

中国机械工程 2021年5期

王晓铭 张建超 王绪平 张彦彬 罗 亮 赵 伟 刘 波 聂晓霖 李长河

1.青岛理工大学机械与汽车工程学院,青岛,266520

2.迈赫机器人自动化股份有限公司智能制造技术研究院,潍坊,262200

3.宁波三韩合金材料有限公司,宁波,315040

4.烟台海英机械有限公司,烟台,265299

5.四川明日宇航工业有限责任公司,什邡,618400

6.南京科润工业介质股份有限公司,南京,211106

0 引言

钛合金磨削加工中,高温和高应力导致的低表面质量和砂轮磨损是限制其进一步工程化应用的技术瓶颈[1-2]。传统磨削加工普遍采用冷却液浇注式供给实现润滑和冷却,然而,高昂的处理费用和环境、健康危害违背了可持续制造的发展理念[3]。干磨削是在磨削过程中不使用冷却润滑介质的一种加工方式,避免了切削液带来的危害,但是由于缺少冷却和润滑,工件表面烧伤与砂轮磨损严重[4]。微量润滑是将润滑介质雾化、以微液滴的形式喷射至磨削区,降低了砂轮磨粒/工件的摩擦磨损,得到较好的工件表面质量[5]。通过微量润滑供给系统将纳米流体(高热导率的固体纳米粒子与基础润滑介质的混合物)喷射至砂轮/工件界面,可以大幅提高基液的抗磨减摩能力与换热性能[6-8]。笔者将低温风冷与纳米流体微量润滑方式相结合,提高了冷却介质在磨削区的强化换热能力,降低了工件的表面温度。

国内外学者对不同冷却工况下的磨削温度预测模型开展了广泛研究。ANDERSON等[9]研究了基于不同热源模型的干式浅磨削和深磨削的磨削温度场有限元模型。……

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