珩磨液的性能对在线气动测量精度影响的动态分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com珩磨液的性链对在线号动测量精度影响昀动态分析术口宁会峰1,2口王英达1,2口龚翔宇1．兰州理工大学机电工程学院兰州7300502．兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室兰州7300503．哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001摘要：为了研究珩磨液的性能对在线气动测量精度性能的影响，建立了珩磨液窄缝流场的几何模型，利用FLUENT软件中标准k-e模型，模拟了湿珩状态下珩磨头的区域流场，进行了压力场和速度矢量场分析，研究结果得出提高气动测量精度的三种途径。关键词：珩磨液黏度流场分析测量精度中图分类号：TB24文献标识码：A

2、文章编号：1000—4998(2011)09—0088-03在珩磨加工时为了减少工件的发热，要及时排除的划伤或出现裂纹，这对于改善珩磨过程非常有利。磨屑、脱落的油石磨粒，提高工件表面精度，防止工件、珩磨液的黏度影响珩磨效率，如图1所示。黏度越工具积瘤．还必须施加冷却润滑液。珩磨加工过程中所小，珩磨金属切削率越大；油石工作压力越大，珩磨金用的冷却润滑介质。称之为珩磨液。珩磨液的成分、黏属切削率越大。对脆性材料或高硬度材质工件的珩磨度、供油方式、输送压力、流量、流向、温度对珩磨加工加工宜选用低黏度的珩磨液I3]。的工艺和在线气动测量精度均有影响。2珩磨液的使用要点在实际的工况

3、条件下，珩磨加工和在线气动测量的工作环境是在相对较小的环形窄缝半封闭空间，在1)珩磨液的给油方式。有常规供油和压力供油两这动态狭小的工作空间内，各种工作参数均会对测量种方式。为保证珩磨液流量充足且有足够冲洗力，通常气体的运动形态产生影响，并且相关工作参数极易产采用压力供油方式。压力供油通过主轴、法兰盘、侧面生耦合，甚至使测量气体的运动形态发生突变。压板供油(如图2所示)等几种形式⋯。图3中给油环俗称水环，使珩磨液的送进充足流畅，提高了珩磨质量。1珩磨液的概述珩磨加工工艺通常采用组合配方珩磨液，并可根据珩磨加工工件的材质等条件灵活地选用不同配方。其中水基珩磨液可很好地带走热

4、量，冷却和冲洗性能显著，适用于粗珩和高硬度或脆性材料的加工。油基珩磨液宜加入含硫添加剂，硫与铁屑中的铁元素化合形成硫化铁，具有抗粘焊和堵塞的特性，可消除粘屑现象，防止金属屑粘结在工件上，造成珩磨表面2)珩磨液的过滤净化。在加工中珩磨液是反复使用的。为了获得较高的珩磨效率与质量，须注重珩磨液的过滤和净化；否则会使油石堵塞，珩磨头卡死、划伤工件表面。目前常用的过滤装置有铜纱网过滤沉淀装置、磁性分离器、离心式分离器及涡流分离器等。当过滤精度要求达到10～20I．zm，须采用精过滤，即采用磁性分离与纸带过滤的联合净化装置[1]。3)珩磨液的冷却。珩磨液的工作温度超过35℃后，容易

5、使珩磨产生振动，影响珩磨测量精度．从而降低珩磨表面质量。必须采取冷却措施，以保证其工作温国家重大科技专项(编号：2010ZX04001—181)收稿日期：2011年6月度在30oC以下。目前常用的冷却方式有：直接风冷、水2011／9机械制造49卷第565期学兔兔www.xuetutu.com冷及配备冷却装置等。共计6组。珩磨头长100him，如图5所示。珩磨头与工件内壁间充满了珩磨液。珩磨液窄缝流场的几何模型3油石胀出量的确定是在GAMBIT软件中建立的。髓麟鹱臻缸‰_l誊珩磨加工4I2网格划分是通过径向胀流域模型建立完成之后对整个流域使用FLUENT一Il。出的油石与工

6、的前处理软件GAMBIT中划分网格。网格划分时采用件内壁互研实混合网格Tet／HybridD单元_2_，网格间距选择O．01，如现的。珩磨头图3所示，网格总数约为21万。油石胀出前后4．3数值模型及边界条44-▲图4珩磨头油石座胀出示意匿(左『初始位置)的形态如图4采用FLUENT中的湍流模型选用标准k-e模型[。所刁。1)材料设置：本实验工作液体为珩磨液Honing—油石胀出量的理论最大值是由珩磨头结构特点和oil。密度：830ks／m，运动黏度：2～8mm2／s(40qC)。2)人尺寸决定。一般对于平顶珩磨头来说，油石胀出量a由口边界条件设置：珩磨液的给油速度为3m／

7、s：故取速内置大、小锥体的锥度和尺寸大小决定的。度人口；3)出口边界条件设置：取0UTFLOWE；4)壁面a~htan(a／2)(1)边界条件设置：珩磨头轮廓面设置为运动壁面式中：a为锥体的锥度；h为实际锥体的高。(MOVINGWALL)，其转速为30rad／s；工件内壁壁面从珩磨加工要求上分析，油石胀出量a应保证如边界条件设置为固壁边界『5_。下的条件：4．4模拟结果与分析o≥tan(O／2)×[(1rD—nb)／(2)](2)4-4．1珩磨液窄缝总体流域压力分析式中：b为油石宽度；D为工件直径；n为油石数量；0当珩磨头以3