Читать практическое задание по всему другому: "Численное моделирование и экспериментальное исследование средней контактной температуры при плоском шлифовании" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения» ОТЧЕТ

о выполнении лабораторной работы №4

«Численное моделирование и экспериментальное исследование средней контактной температуры при плоском шлифовании»

по дисциплине «Методы моделирования физических и тепловых процессов механической обработки материалов»

Задание:t = 0,01 … 0,03мм и Vsпр= 10 м/мин.

Цель работы. Получение практических навыков численного моделирования и экспериментального исследования средних контактных температур при различных режимах плоского шлифования. Математические модели и зависимости для расчета контактных температур В процессе шлифования материал заготовки диспергируется отдельными (единичными) абразивными зернами (АЗ), расположенными стохастически на рабочей поверхности шлифовального круга (ШК). В результате работы единичных АЗ выделяется теплота. Температуры на поверхностях контакта зерен со стружкой и заготовкой называют локальными. Локальные температуры влияют на изнашивание, затупление и засаливание АЗ, а следовательно, на работоспособность ШК, качество поверхностного слоя материала обработанной детали и производительность процесса шлифования. При схематизации процесса теплообмена, с целью расчета локальных температур принимают во внимание источники теплоты от отдельных зерен ШК (дискретные источники тепловыделения).

При расчете средней контактной температуры в зоне шлифования принимают во внимание суммарное тепловыделение от всех зерен круга, контактирующих в данный момент времени с заготовкой. Схематизируя участвующие в теплообмене объекты, ШК рассматривают как сплошное гетерогенное тело с эквивалентными теплофизическими характеристиками, а источник тепловыделения рассматривают как сплошной. Средние контактные температуры учитывают, в частности, при оценке термоустойчивости связки круга и термических деформаций заготовки.

При решении теплофизических задач зону контакта «шлифовальный круг - заготовка» представляют в виде полосового источника теплоты, перемещающегося по поверхности заготовки.

Для расчета средней контактной температуры в зоне шлифования можно воспользоваться зависимостью, предложенной В. И. Пилинским:,

где q - плотность теплового потока в зоне контакта круг - заготовка, Вт/м2; ℓк - длина контакта круга с заготовкой, м; Ωз - коэффициент, характеризующий относительное распределение теплоты между контактирующими при шлифовании объектами (кругом, заготовкой и стружкой) и долю теплоты, поступающей в заготовку; ρ - плотность материала заготовки, кг/м3 ; с - удельная теплоемкость материала заготовки, Дж/(кг·К); а - коэффициент температуропроводности материала заготовки, м2 /с; Vsпр- скорость подачи (заготовки), м/с.

Длина контакта ШК с заготовкой при плоском шлифовании

,

гдеDк - диаметр круга, м; t - глубина шлифования, м.

Согласно исследованиям Д. Г. Евсеева и А. Н. Сальникова, доля теплового потока, поступающего в заготовку

,

гдеλк, λ - коэффициенты теплопроводности ШК и заготовки соответственно, Вт/(м·К); hф - средний радиус площадки контакта единичного АЗ с заготовкой, м.

Коэффициент, характеризующий относительное распределение теплоты (рис.1), зависит от полуширины

Похожие работы