工件楔形区流体动压力的建模与实验验证.pdf

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1、机械设计与制造第l2期MachineryDesign&Manufacture2013年12月砂轮／工件楔形区流体动压力的建模与实验验证张强，李长河，王胜(青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266033)摘要：基于Navier-Stokes方程和流体流动的连续性方程，建立了浇注式供液方式下，考虑砂轮、工件表面粗糙度的砂轮／工件楔形区流体动压力数学模型。在平面磨床上进行了流体动压力的实验研究，结果表明，实验中测量的动压力值与相同条件下模型理论值基本吻合，理论模型可很好地预测粗糙表面间楔形区压力场的分布；考虑粗糙

2、度的楔形区流体动压力的理论曲线是不光滑的；楔形区流体动压力随着砂轮速度的增加、最小间隙的减小而增大，最大压力峰值分布在砂轮、工件最小间隙区域，且在该区域压力梯度变化明显。关键词：磨削；楔形区；浇注式供液；流体动压力；粗糙表面：层流中图分类号：TH16；TG74+3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)12—0060—03HydrodynamicPressureModelingandExperimentalVerificationofWedge——LikeZoneBetweentheWheel

3、andWorkpieceZHANGQiang，LIChang-he，WANGSheng(CollegeofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，ShandongQingdao266033，China)Abstract：Consideringroughnessofthewheelandworkpiece，thehydrodynamicpressuremodelofwedge-likezonewithflooddeliveryestablish

4、edbasedonNavier—Stokesandcontinuityequations．ExperimentalstudyofthehydrodynamicpressureWasconductedonthesurfacegrinder，andtheexperimentalresuhsshowthattheexperimentmeasuredpressurevaluesareconsistentwiththetheoreticalvaluesofthemodelunderthe$agneconditions

5、，andthemodelCanwellforecasthydrod)，namicpressuredistributionatwedge-likezonebetweenroughsurfaces．Thetheoreticalcurveofthehydrodynamicpressureofthewedge-likezonebetweenroughSurfucesnotsmooth．Thehydrodynamicpressureofthewedge—likezoneisincreasedwiththeincrea

6、seofthewheelspeedandthereductionoftheminimumgapandthepeakpressureisgeneratedjustintheminimumclearancere,oninwhichthehigherpressuregradientOccurs．KeyWords：Grinding；Wedge-LikeZone；FloodDelivery；HydrodynamicPressure；RoughSurfaces；Laminar1引言影响。在平面磨削中采用浇注式供液法的条

7、件下，建立了考虑砂轮、工件表面粗糙度的楔形区流体动压力数学模型并进行了实验在磨削加工中，磨削液占有重要的地位，因为它具有润滑、验证。冷却、清洗、排屑、防锈、降低磨削力和改善工件表面质量等功效，是磨削加工过程不可缺少的生产要素之一。由于砂轮高速旋转，2楔形区流体动压力模型当磨削液注入砂轮与工件之间的楔形间隙时，就形成了流体动压2．1数学模型的建立力。楔形区流体动压力对工件的加工精度以及磨削液通过楔形区楔形区流场示意图，如图1所示。砂轮的线速度为V，工件的有效流量率影响很大。为此研究楔形区的流体动压力分布规的移

8、动速度为V。由于砂轮线速度V远大于工件的移动速度V，律及其影响因素意义重大。目前，相关学者建立了楔形区压力场故可忽略工件的移动速度。砂轮的半径为r，宽度为。砂轮与工的数学模型，但这些模型都进行了一定程度的假设，若实际磨削件之间的最小间隙为，h为粗糙表面轮廓中线间的名义油膜厚与假设条件不一致，预测楔形区流体动压力的误差很大。因此，需度，6。和6：分别为从轮廓中线测量的两个粗糙表面的随机波幅。要对其适用性做进一步分析