致  谢 40

参 考 文 献 41

附：仿真分析报告一份

英文翻译一份

夹具装配图一份 

第一章  绪论

1.1 概述

随着现代机械制造业的快速发展，各种高强度高性能的难加工材料的广泛使用，以及对零件的制造质量和表面精度的要求提高，磨削加工工艺得到了广泛的应用和快速的发展。磨削是现代机械制造业中进行精密加工、超精密加工，对不锈钢、高温合金、钛合金、工程陶瓷等难加工材料进行加工的重要工业手段。

磨削加工的大部分能量转化为热能释放，但切屑只带走一小部分热量，大多传入工件和砂轮导致磨削区域温度升高，而磨削温度影响工件表面质量以及砂轮磨粒的切削性能。当磨削温度较高时，会使零件表层金相组织发生变化，甚至出现磨削表面烧伤。当瞬时温度升高到一定程度时，在磨削和冷却过程中会形成热应力，使零件表层产生较大的残余应力，甚至是表层产生裂纹。较高的磨削温度也会影响零件的尺寸精度和形状精度。另外，温度过高时，磨粒硬度会大大下降，且磨粒与被磨削材料之间会产生粘结磨损和扩散磨损，会使磨粒快速钝化，失去应有的切削能力，因此，研究磨削区温度场及磨削区温度分布具有重要的意义[1]。

本文主要对磨削工艺、磨削温度的产生及其影响、有限元软件进行介绍。磨削温度场的理论分析，建立有限元模型并对其进行仿真，改变其工况进行多次仿真对比，我这里主要是改变磨削工艺参数。对仿真结果进行分析，得到不同工艺参数对磨削温度场的影响。随着用户不断追求产品性能的完美性与可靠性，要求产品具有更高的精度及更高的表面完整性，以及随着材料科学的发展，新型工程材料的大量出现与在工程中的应用，对磨削工艺的要求更高。所以研究磨削区温度场的分布和不同磨削参数对温度场的影响，对于优化磨削参数极为重要。

1.2磨削加工技术简介

磨削加工是利用磨料去除材料的加工方法。用磨料去除材料的加工是人类最早使用的生产技艺方法。随着计算机技科学的发展，由计算机实现加工过程中的决策、监测与控制的自动化，以及利用计算机进行磨削过程的仿真研究已成为磨削加工的一个重要研究方向。用计算机进行仿真，它是使用计算机对建立的模型进行仿真，并考虑磨削和几何参数、磨削力和磨削热、磨削振动和受力变形等，对磨屑形成过程、能量转换、磨削力变化、磨削区温度、磨削精度和磨削表面质量进行仿真，并使用动态仿真方法，再现磨削过程，为研究磨削机理打下基础。

1.2.1磨削加工特点

磨削加工时，由于磨粒的特殊形状、尺寸以及在砂轮工作表面分布的随机特征等，造成了磨削过程与一般切削过程的不同，其加工特点可表述为：

（1)由于在不同粒度和硬度的砂轮，每平方厘米砂轮的磨粒数约为60-1400颗，所以砂轮工作磨粒数较多。但是，工作磨粒中仅有一部分磨粒起切削作用，另一部分磨粒只在工作表面刻划出沟痕，还有一部分磨粒仅与工作表面发生摩擦。根据砂轮的特性及工作条件不同，有效磨粒约占表面总磨粒数的10%~50%。

(2)磨刃的前角 是负前角，一般前角 = ～ 。由以前研究结果可知，刚玉砂轮经修整后的平均磨刃前角 =  ，经过一段时间的磨削后，由于机械一热磨损的缘故，使磨削刃前角的平均值变为 = ，而且磨刃前角的分散范围变小，这样大的负前角仍能切削出连续型切削。