《基於環形旋轉熱管砂輪的難加工材料綠色高效磨削研究》是依託南京航空航天大學，由傅玉燦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於環形旋轉熱管砂輪的難加工材料綠色高效磨削研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：傅玉燦
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對航空航天高強韌性難加工材料（如鈦合金、高溫合金）高效磨削時尚無法有效解決磨削弧區的高溫問題，以及由此帶來的諸如工件燒傷、磨削加工材料去除率低與砂輪磨損快的問題。提出利用熱管這樣一種結構簡單且能夠高速傳遞熱量的綠色傳熱元件，並將其布置在超硬磨料工具基體上，同時考慮到難加工材料高效磨削時應把冷卻的重心轉向砂輪一方，利用超硬磨料的良好導熱性及內置於砂輪並貼近砂輪表面的環形熱管，將磨削弧區產生大量的熱有效地疏導出去。突破難加工材料高效磨削時高比能作業下臨界熱流密度的束縛，強化磨削弧區換熱，降低磨削溫度，高效率地獲得難加工材料精密零件表面，亦即在保證零件加工精度的及表面完整性的前提下，大幅度地提高材料去除率。
結題摘要
項目設計製作出基體中帶有熱管的新型磨具——熱管砂輪，使積累在磨削弧區的熱量能夠經砂輪自身熱管作用迅速的疏導出去，從而達到降低磨削弧區溫度的目的。設計製作了一種熱管砂輪結構，結構的密封性與結構強度進檢測結果表明，密封效果能夠保證熱管後續的使用壽命，且砂輪結構強度可以滿足高效磨削加工時的使用要求。建立了熱管砂輪製作平台，製作出能夠用於磨削的電鍍CBN熱管砂輪。建立了熱管砂輪傳熱性能評價系統平台，揭示了不同因素對熱管砂輪傳熱能力與啟動時間的影響規律，由於熱管的傳熱作用可以將砂輪傳熱能力提高一個量級的水平。建立了熱管砂輪在平面磨削中的三維傳熱模型，分析了砂輪轉速、冷凝端冷卻條件以及熱端熱流輸入條件等因素對磨削弧區溫度的影響。仿真結果表明，熱管砂輪在磨削中能夠起到有效降低磨削弧區溫度的作用。有/無熱管電鍍CBN砂輪高效磨削鈦合金和高溫合金材料試驗結果表明，在相同試驗條件下，熱管砂輪在緩磨和高效深磨過程中能夠有效疏導磨削弧區的熱量，從而將磨削溫度始終維持在較低水平，有效抑制和避免了工件燒傷。
