Сравнение методов измерения температуры шлифования (стр. 2 из 2)

На рис. 3 показаны результаты измерения температуры, регистрируемые встроенной термопарой, инфракрасным датчиком и термопарой из фольги в заготовке. С целью возможности учета небольших изменений мощности при шлифовании от прохода к проходу, результаты измерений температуры, показанные на рис. 3, были нормализованы к средней мощности 650 Вт. Температура, измеренная встроенной термопарой и инфракрасным датчиком, повышаются от прохода к проходу, т.к. зона шлифования сдвигается ближе к нижней части отверстия. Результаты, зарегистрированные термопарой из фольги в заготовке, содержат две составляющие, «фоновой» температуры и периодической мгновенной температуры импульса на вращающемся шлифовальном круге. Инфракрасные измерения также показывают пики более низкой интенсивности, возникающие на той же частоте. Как было предложено ранее, мгновенная температура может быть связана с резанием отдельным единичным зерном шлифовального круга [3], физическая природа пиков, наблюдаемых в данном эксперименте, не известна и требует дальнейшего исследования. Материал заготовки ниже поверхности зоны шлифования непрерывно нагревается, несмотря на периодические температурные всплески очень короткой продолжительности.

Рисунок 3 – Результаты измерения температуры тремя методами

Заключение

При идентичных условиях шлифования поверхности, кругами из кубического нитрида бора без использования СОЖ были сопоставлены три метода измерения температуры: встроенной термопарой, инфракрасным датчиком и термопарой из фольги в заготовке. Результаты измерения температуры тремя методами сопоставимы с аналитическими расчетами.

Все три метода, при плоском шлифовании, показали сопоставимые температурные результаты, которые, в сочетании с аналитическими расчетами движущегося источника тепла, показали коэффициент распределения энергии, ε = 60%. Термопара из фольги в заготовке также регистрировала периодические пики мгновенной температуры при вращении шлифовального круга.

Списоклитературы

Jaeger, J. C., 1942, Moving Sources of Heat and Temperature at Sliding Contacts, Proc. of the Royal Society of New South Wales, 76, pp. 203-204.

Outwater, J. O., and Shaw, M. C., 1952, Surface Temperatures in Grinding, Trans. ASME, 74, pp. 73-86.

Rowe, W. B., Black, S. C. E., Mills, B., and Qi, H. S., 1996, Analysis of Grinding Temperatures by Energy Partitioning, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 210, pp. 579-588.

Malkin, S., 1974, Thermal Aspects of Grinding, Part 2 – Surface Temperature and Workpiece Burn, ASME J. Eng. Ind., 96, pp. 1184-1191.

Guo, C., and Malkin, S., 1995, Analysis of Transient Temperatures in Grinding, ASME J. Eng. Ind., 117, pp. 571-577.

Guo, C., and Malkin, S., 1995, Analysis of Energy Partition in Grinding, ASME J. Eng. Ind. 117, pp. 55-61.

Malkin, S., 1989, Grinding Technology: Theory and Application of Machining with Abrasives, John Wiley & Sons, New York, Reprinted by SME, Dearborn.

Snoeys, R., Maris, M., and Peters, J., 1978, Thermally Induced Damage in Grinding, CIRP Ann., 27, pp. 571-580.

Malkin, S., and Anderson, R. B., 1974, Thermal Aspects of Grinding: Part I – Energy Partition, ASME J. Eng. Ind., 96, pp. 1117-1183.

Littmann, W. E., and Wulff, J., 1955, The Influence of the Grinding Process on the Structure of Hardened Steel, Trans. ASME, 47, pp. 692-714.

Takazawa, K., 1966, Effects of Grinding Variables on Surface Structure of Hardened Steels, Bull. Jpn. Soc. Precis. Eng., 2, pp. 14-19.

Kohli, S., Guo, C., and Malkin, S., 1995, Energy Partition to the Workpiece for Grinding with Aluminum Oxide, and CBN Abrasive Wheels, ASME J. Eng. Ind. 117, pp. 160-168.

Guo, C., Wu, Y., Varghese, V., and Malkin, S., 1999, Temperatures and Energy Partition for Grinding with Vitrified CBN Wheels, CIRP Ann., 48, pp. 247-250.

Ueda, T., Yamada, K., and Sugita, T., 1992, Measurement of Grinding Temperature of Ceramics Using Infrared Radiation Pyrometer with Optical Fiber, ASME J. Eng. Ind., 114, pp. 317-322.

Zhu, B., 1996, Thermal Aspects of Ceramic Grinding, Ph.D. Dissertation, University of Massachusetts, Amherst.

Xu, X. P., 1992, A Fundamental Study on Deep Grinding of Difficult-to-Machine Materials with High Efficiency, Ph.D. Dissertation, Nanjing Aeronautical Institute, Nanjing, China (in Chinese).

Gu, Y. D., and Wager, G. J., 1990, Further Evidence on the Contact Zone in Surface Grinding, CIRP Ann., 39, pp. 349-352.

Nee, A. Y. C., and Tay, A. O., 1981, On the Measurement of Surface Grinding Temperature, Int. J. Mach. Tool Des. Res., 21, pp. 279-291.

Kim, N. K., Guo, C., and Malkin, S., 1997, Heat Flux and Energy Partition in Creep-Feed Grinding, CIRP Ann., 46, pp. 227-232.