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    1Cr13马氏体不锈钢磨削温度实验和数值模拟.ppt

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    1Cr13马氏体不锈钢磨削温度实验和数值模拟.ppt

    ,,,,,,1,,学院机械工程学院 指导老师周里群 教授 姓名邱奕 学号201230071588,1Cr13马氏体不锈钢磨削温度实验和数值模拟,1Cr13马氏体不锈钢磨削温度实验和数值模拟,,,,,,,,,,,,能源,,,化工,,,航天航空,,,,,马氏体不锈钢,,,建筑,,仪器仪表,课题研究背景及意义,课题研究背景及意义,1、随着不锈钢、硬质合金、钛合金以及高温合金等难加工材料在航天事业、国防军工、化工、机械等主要领域运用的不断扩大,以及对加工零件品质规格、寿命及可靠性设计要求的不断提升,提高难加工材料零件尺寸及形状精度要求、加强零件加工面的完整性、减少加工过程中的磨削烧伤、提高加工后的零件疲劳寿命等已成为工业发展中亟待攻克的难题。 2、热能在磨削过程中以四种方式进行散发出去工件,磨轮,冷却液,切屑,进入工件的热能是造成工件热烧伤和温度增加的主要原因。优化工件的热分配比对于研究能够精确的抑制加工过程中的工件热损伤,获得高精度,较好的表面质量情况具有重要意义。,圆弧热源面示意图,国外的研究现状,Outwater 磨粒滑动假设,Hahn 改善了磨粒与工件之间的热量分配比例模型,S.Ramanath, M.C.Pai, Shaw 利用工件和磨粒的热属性计算出热量分配比。没有考虑实际的加工条件限制。,国内的研究现状,,,,第二阶段 实验和测试研究,,Text,,,,研究内容及技术路线,,,,,,,,,,,,,,,研究现状及意义,理论基础,实验研究,瞬态有限元热力学数值模拟,表面质量研究,,,,,,,,,,,,,,,一,二,三,四,五,,,,,研究内容,Cr18Mn18N高氮不锈钢磨削热分配比理论基础; Cr18Mn18N高氮不锈钢磨削不同工艺对热分配比的实验研究。 对磨削后材料进行表面质量实验研究。 通过ansys对磨削过程建立瞬态热源分析模型,对工件温度场进行数值模拟;,目前,针对难加工材料加工材料不锈钢的磨削工艺参数没有进行有效的热分配比研究。 目前没有文献对不锈钢磨削的热分配比进行过系统的研究。 通过逆向方法,通过研究磨削工件后工件的硬度变化情况逆向研究热分配问题,目前没有进行研究,研究现状分析,研究内容,磨削热分区研究的理论基础,磨粒点-工分配比例理论,,图2磨削热传递示意图,磨粒点热量分配理论,图1磨削热生成示意图,以速度 沿着工件表面移动的磨粒简化为一个圆锥形,如图 1所示,由于磨粒的导热系数远比磨削液的大,故假设传入到磨粒的热量没有被磨削液带走,而是全部传入到磨粒内部,且在半径方向的温度相等。磨削热分配比 适用于普通的磨削速度和进给速度下,接触半径 小于磨粒半径的百分之2.,表面质量研究,,,,,,热分配比实验研究内容,1.不同砂轮磨削是对热量分配比的影响 2.进给量对热分配比的影响 3.砂轮进给速度对热量分配比的关系 4.砂轮线速度对热量分配比的影响 5.其他因素对热量分配比的影响。 仿真分析和逆向验证,,,,,,实验平台搭建,,磨削力测量系统示意图,磨削温度测试系统图,扫描电子显微镜,,,,,,表面质量实验研究内容,1.磨削过程中加工系数对表面粗糙度的影响 2.磨削过程参数对硬度的影响 3.残余应力的影响 4.金相组织的检测,进度安排,2014.7 选择适当的实验加工条件准备实验 2014.8~2014.11 按照搭建的实验平台,进行磨削实验并记录实验结果 2014.11~2014.12 采用合理的数值模型,进行数值模拟 2014.12~2014.3 撰写毕业论文 2014.3~2014.4 毕业论文修改 2014.4 ~ 2014.5 毕业答辩,参考文献,【1】S.Makin,R,B,Anderson,Thermal aspects of grindingpart 1-energy partition,J,Eng,Ind,9619741177-1183. 【2】H.Orlande,O,Fudym,D.Maillet,R,M,Cotta,Thermal Measurements and Inverse Techniques,CRC Press,Boca Raton,Florida,United States,2011 【3】O.B. Fedoseev, S. Malkin, Analysis of tempering and rehardening for grinding of hardened steels, J. Eng. Ind. 113 1991 388 394. 【4】OUTWATER J O.SHAW M C.Surface temperatures in grinding[J].Trans ASME.1952,7473-78. 【5】任敬新,康仁科,王西彬,难加工材料磨削技术[M].北京电子工业出版社,2011147-150. 【6】任敬心,史兴宽.磨削技术的新进展.中国机械工程.1997,84106一110 【7】张磊.单程平面磨削淬硬技术的理论分析和试验研究.山东大学博士论文.2006 【8】刘菊东,王贵成,陈康敏等.45钢磨削硬化的试验研究.材料科学与工艺.2005,133326一328,参考文献,【9】张建华.单程平面磨削淬硬层预测及其摩擦磨损性能研究.山东大学博士论文.2008 【10】刘菊东,王贵成,陈康敏等.中碳钢缓进干磨表面硬化层特征,金属热处理2005301235一38 【11】吴义斌.难加工材料Cr18Mn18N磨削过程温度场及热应力研究.湘潭大学硕士论文.2013 【12】毛聪.平面磨削温度场及热损伤的研究.湖南大学博士论文.2008 【13】Eduardo Garca a,, Damien Mresse b, Iigo Pombo a, Souad Harmand b.Identification of heat partition in grinding related to process parameters, using the inverse heat flux conduction model[J].Applied Thermal Engineering.2014 【14】裴志超.硬质合金磨削温度场及磨削表面摩擦磨损性能研究.湘潭大学硕士论文.2013 【15】 周德旺,周志雄,毛聪,刘金. 平面磨削温度场三维有限元仿真及其实验研究[J]. 制造技术与机床. 200812 【16】李荣洲. 高硬度涂层材料磨削温度场的试验研究与模拟仿真[D]. 上海交通大学 2009,感谢各位专家莅临指导,

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