基于Deform-3 D单粒磨削温度场仿真研究.pdf

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1、2014年7月机床与液压Ju1．2014第42卷第13期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．42No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．13．035基于Deform一3D单粒磨削温度场仿真研究赵大兴，余飞，丁国龙，钟瑞玲(1．湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068；2．宜昌长机科技有限责任公司，湖北宜昌443003)摘要：单颗磨粒切削研究是认识复杂磨削作用的重要手段。基于De~rm一3D有限元仿真软件，针对齿轮加工常用的45钢，在工件材料J-C本构模型基础上简化锥形磨粒，分别使用CBN、白刚玉两种不同材质磨

2、料，获得相应的仿真磨削温度场。仿真结果显示：不同材质磨粒点磨削温度差异明显，最高温度接近工件材料熔点温度，磨削温度随着深度增加而增加，随速度增加变化不大。关键词：单颗磨粒；De~rm一3D；有限元仿真；磨料；磨削温度中图分类号：TG580文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)13—138—5ResearchofGrindingTemperatureFieldSimulationwithSingleGritBasedonDeform一3DZHAODaxing，YUFei，DINGGuolong，ZHONGRuiling(1．SchoolofMechani

3、calEngineering，HubeiUniversityofTechnology，WuhanHubei430068，China；2．YichangChangjiMachineTechnologyCo．，Ltd．，YichangHubei443003，China)Abstract：ThestudyoftheSt—workpieceinteractionthroughsinglegritcuttingisanimportantcontributiontotheexplanationofthephysicalprocessesthatoccurduringg6nding

4、．BasedonDeform一3Dfiniteelementsimulationsoftware，withtheworkpiecematerialJ-Cconstitutivemodelandthesimplifiedconicalabrasive，thecorrespondinggrindingtemperaturefieldsimulationwasobtainedthroughusingCBNandwhitecorundumtogrind45stee1．Thesimulationresultsshowthattemperaturesofdifferentmate

5、rialsofabrasivegnd·ingworkpiecearesignificantdifferent；thehighesttemperatureisclosetothemeltingtemperatureofworkpiecematerials；grindingtemperatureincreaseswithincreaseofdepth，littlechangewiththeincreaseofvelocity．Keywords：SingleSt；Deform一3Dfiniteelementsimulation；Abrasive；Grindingtemper

6、ature磨削是金属切削领域中的一种重要加工方法，而的圆锥型单磨粒磨削模型，基于Deform-3D有限元仿单粒磨削是从微观角度对磨削机制进行探究。目前，真软件，在确定工件Johnson．Cook材料本构模型基础国内外一些学者对磨削研究主要集中在磨削温度、磨上，针对齿轮加工常用的45钢进行了单粒高速磨削削力及磨屑成形等方面--。磨削的工具是砂轮，砂仿真实验，通过比对不同磨料的磨粒在相同的磨削速轮加工表面上磨粒是随机分布的，单颗磨粒磨削是认度'／3、磨削深度a。条件下对磨削温度的影响，揭示识复杂磨削作用的重要手段，其可以在相似的磨削加其磨削温度变化规律和机制，实现单因素磨

7、削方法对工过程中不受其他磨粒的影响，采用较大的载荷以及工艺参数的优化选择提供理论参考。放大磨削的程度。在单粒磨削方面，主要研究集中1单粒磨削有限元仿真模型的建立在利用单一性质磨粒在不同工艺参数下的磨削机制研1．1几何模型转化为有限元网格模型究。随着磨削建模和模拟建模技术的发展，人们通过SolidWorks建立工件与磨粒三维模型(图1可以在计算机上进行磨削工艺的仿真与数值计算，进(a))，工件尺寸为2mmx1mm×0．5mm，锥形磨粒一步加深对磨削加工的认识。高度为60m，半顶锥角为64．7。。把建模的仿真模针对国内外学者的主要研究大多集中在单一磨料型