4. Năng suất gia cụngCÁC THễNG SỐ VÀO
3.2.2.4. Mụ phỏng quỏ trỡnh truyền nhiệt
Mục tiờu của mụ hỡnh húa quỏ trỡnh truyền nhiệt ở bề mặt tiếp xỳc trong quỏ trỡnh mài
thộp ШХ15, là để xỏc định nhiệt độ tối đa trờn bề mặt tiếp xỳc cũng như thụng lượng nhiệt
truyền xuống cỏc lớp tiếp theo trờn bề mặt chi tiết gia cụng, từ đú xỏc định khả năng xảy ra cỏc Hỡnh 3.9. Quan hệ giữa thụng lượng nhiệt và thời gian tỏc động của nguồn nhiệt
tổn hại về nhiệt đối với lớp bề mặt chi tiết. Xõy dựng chương trỡnh mụ phỏng thực hiện theo trỡnh tự sau:
- Mụ hỡnh hỡnh học của chi tiết gia cụng cú kớch thước 250x150x20mm như trờn hỡnh vẽ 3.5, chọn dạng phụi đối xứng để giảm thời gian xử lý số liệu của mỏy tớnh mà vẫn đảm bảo tớnh chớnh xỏc của cỏc kết quả cần đạt được.
- Cỏc đặc tớnh vật lý của phụi cũng như cỏc thành phần húa học được chỉ ra trong bảng 3.1và bảng 3.2.
- Thiết lập dạng lưới kiểu phần tử khối SOLID90, với 20 điểm nỳt, phần tử nhiệt (SOLID90 – 3D,20 Nod thermal Solid).
- Thiết đặt tải ban đầu (mụi trường làm mỏt, nhiệt của chất làm mỏt...).
- Thiết lập cỏc điều kiện biờn (chiều dài cung tiếp xỳc, thụng lượng nhiệt vào chi tiết gia cụng, diện tớch tiếp xỳc).
- Xõy dựng quy trỡnh mụ phỏng, xỏc định cỏc kết quả (Cỏc lĩnh vực nhiệt, nhiệt độ tối đa trờn bề mặt). Khi thực hiện cỏc bước cho quỏ trỡnh mụ phỏng thỡ ta nhận được kết quả phõn bố nhiệt như trong hỡnh 3.10.
Từ kết quả của quỏ trỡnh mụ phỏng ta cú thể biểu diễn được mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt với chiều sõu cắt và vận tốc chi tiết gia cụng như ở hỡnh 3.11.
Qua hỡnh vẽ 3.11 cho thấy: khi chiều sõu cắt cũng như vận tốc chi tiết gia cụng tăng lờn thỡ nhiệt độ bề mặt tăng lờn. Ảnh hưởng của chiều sõu cắt gắn liền với sự tăng lờn của lực cắt. Ảnh hưởng của vận tốc phụi gắn liền với 2 yếu tố đú là sự tăng lờn của lực cắt và thời gian tỏc động ngắn.
Nhiệt độ bề mặt trong quỏ trỡnh mụ phỏng cú thể biểu diễn dưới dạng là một hàm của
thụng lượng nhiệt qf và thời gian tỏc động tw, được xỏc định theo cụng thức sau:
w1 w 2
mod ( f, w) w Bf wB
T f q t A q t (3.40)
Trong đú, cỏc hệ số Aw, Bw1, Bw2 được xỏc định nhờ vào quỏ trỡnh mụ phỏng, kết quả
xỏc định cỏc hệ số này được thể hiện ở bảng sau:
Aw Bw1 Bw2
127,67365 0,6526478 0,173
Từ kết quả xỏc định cỏc hệ số này cú thể thấy rừ ràng ảnh hưởng của thụng lượng nhiệt lờn nhiệt độ bề mặt lớn hơn ảnh hưởng của thời gian tỏc động lờn nhiệt độ bề mặt.
Kết quả của quỏ trỡnh mụ phỏng cũng cho biểu diễn được mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt với chiều sõu cắt ở cỏc vận tốc cắt khỏc nhau như ở hỡnh 3.12.
Hỡnh 3.12 cho thấy khi chiều sõu cắt tăng lờn thỡ lực cắt tăng lờn và nhiệt độ bề mặt cũng tăng lờn. Trong khi đú khi vận tốc cắt tăng lờn thỡ lực cắt giảm đi và dẫn đến nhiệt độ bề mặt giảm đi.
3.3. Kết luận chƣơng 3
1. Đó xõy dựng được mụ hỡnh tớnh thụng lượng nhiệt trong quỏ trỡnh mài phẳng. Mụ hỡnh cho phộp đỏnh giỏ mức độ ảnh hưởng của cỏc thụng số cụng nghệ cũng như cỏc đặc tớnh vật lý của vật liệu đỏ mài, phụi và dung dịch trơn nguội đến thụng lượng nhiệt trong quỏ trỡnh mài.
2. Đó xõy dựng được mụ hỡnh toỏn xỏc định được thụng lượng nhiệt trờn bề mặt tiếp xỳc truyền đến bề mặt sau gia cụng và là cơ sở để xỏc định khả năng truyền nhiệt của vật liệu gia cụng trong quỏ trỡnh mài phẳng. Mụ hỡnh này làm cơ sở cho quỏ trỡnh mụ phỏng truyền nhiệt khi sử dụng phương phỏp phần tử hữu hạn bằng phần mềm ANSYS 10.0.
3. Mụ phỏng được sự truyền nhiệt khi mài thộp ШХ15 bằng đỏ mài CBN bằng phần mềm ANSYS 10.0. Đỏnh giỏ được ảnh hưởng của tốc độ cắt, vận tốc phụi và chiều sõu cắt đến
nhiệt độ bề mặt của chi tiết khi mài. Đõy là cỏc kết quả rất quan trọng nú giỳp cho tối ưu húa quỏ trỡnh mài thụng qua việc điều khiển cỏc thụng số của quỏ trỡnh mài .