叶序排布磨粒对砂轮的磨削温度场效应.pdf

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1、第4期(总第185期)机械工程与自动化No．42014年O8月MECHANICALENGINEERING&AUTOMAT10NAug．文章编号：1672-6413(2014)04—000l—O3叶序排布磨粒对砂轮的磨削温度场效应米张洪雷，吕玉山，王军(沈阳理2T_大学机械．T-程学院，辽宁沈阳110159)摘要：在砂轮磨削过程中，磨削热影响工件表面完整性，而磨粒排布是影响磨削温度场的重要因素之一。针对磨粒叶序排布的砂轮，采用有限元法对磨削温度场进行了计算模拟分析，获得了叶序系数对工件磨削温度场的影响规律。研究结果表明，随着叶序排布系数的增大，被磨工

2、件的表面温度和温度梯度减低。关键词：电镀CBN砂轮；磨削温度场；叶序排布中图分类号：TG580．6文献标识码：AO引言lim≠：==(J_)≈o．328．(1)研究磨削温度与磨削区温度的分布具有很重要的意义]。而对于磨粒的有序化排布，国内外学者也进可以验证当生长角为0．328时，才可以保证新增行了深入的研究。AurichJC等提出有序化排布超硬的一片叶子不会在之前的任一片叶子的正上方。磨料电镀砂轮，基于几何模型，通过运动学仿真不同的本文所用的CBN砂轮所用的磨粒就是基于这种磨料排布方式，应用仿真结果设计制造出最佳有序排规律排布的。该CBN砂轮磨粒排

3、布规律满足叶序理布电镀砂轮的结构，并通过实验证明其一些磨削性能论中的柱面坐标下的叶序点排布模型，其表示为[6]：得到提高E2,3~。KoshyP等通过控制磨料之间轴向距‘{IH()一h×．。_离和相邻行的轴间距来减低工件表面粗糙度，实验表明磨料的偏移排布使工件的表面粗糙度得到适当的改其中：为磨粒的序号；(n)为序号为的磨粒的角善L4]。但是，这些学者的研究都没有涉及到磨粒有序度；H()为序号为17的磨粒的高度；h为叶序系数；化砂轮的温度场问题，本文将生物学中的叶序排布理为常数，取黄金分割角137．508。。论应用于CBN砂轮的磨粒排布设计中，采用A

4、NSYS叶序排布可以实现空间最大包裹，保证磨粒的排布均匀性和互补性。磨粒按照叶序分布规律设计的砂中的热分析法，研究磨粒叶序排布的电镀CBN砂轮的轮模型如图1所示。叶序系数和磨削工况条件变化时的磨削区温度场的变2磨削温度场热源模型的建立化规律。由于磨削过程的复杂性，故做如下假设：I叶序理论简介(1)磨削过程是许多磨粒随机切削的过程，许多植物叶序最常见的排列方式为互生叶序，在茎的随机磨粒点热源的集合可近似认作是一个连续分布的每一节只生有一叶。对互生植物来说，就是任相邻两平面热源；假设它是一个持续发热的均匀而恒定的面颗果实间的相对位置是相同的，这样决定了

5、互生植物热源，即均布热源，其单位时间单位面积的发热量为％。叶子分布规律的因素就只有两个[5]：①相邻两颗果实(2)假设磨削时产生的热量传人工件的百分比为中心在茎方向上的距离；②相邻两颗果实中心对茎的R：夹角。正常情况下植物叶序分数对应着以下序列：1／2，1／3，2／5，3／8，⋯R===-_．(3)上述序列中分子代表叶序线绕茎的圈数，比值代其中：为工件的热导率；为CBN磨粒的热导率。表了一片叶子所占的圈数。易知上述序列是斐波那契热源发热强度q为：序列：1，1，2，3，5，8，⋯，F，⋯的隔项之比，这个比的q一一_l'tUsR极限为：．(4)国家自然

6、科学基金资助项目(51175352)收稿日期：2013一i2—02；修回日期：2014一O2—18作者简介：张洪雷(1989一)，男，山东东阿人，在读硕士研究生，研究方向：机械制造。