For the thermal modeling of cup wheel grinding process, most previous studies ignored the effect of wheel-work contact geometry on the amplitude and distribution of heat flux and grinding temperature, which oversimplifies the heat transfer condition when compared with that in the real grinding process, as a cup wheel typically has a rounded edge, due to the rapid wear during the initial grinding passes. In this paper, the relationships among the wheel-work contact geometry, the local material removal pattern at the grinding zone and the grinding temperature distribution have been investigated. A comprehensive 3D analytical thermal model considering the wheel-work contact geometry and its effect on the grinding heat flux distribution has been established and experimentally validated. The heat flux distribution in cup wheel grinding varies with the contact geometry and also the grinding parameters, which has never been mentioned in previous works. It has been found that the variation of the contact geometry significantly changes the local material removal pattern, and thus affects the grinding temperature distribution. Validation experiment results have demonstrated that the developed model could, to a great extent, describe the realistic grinding temperature. The relative errors of the maximum temperature are less than 6.6%, and the relative errors of the position of the maximum temperature are less than 8.5%. This research not only provides a new method to predict grinding temperature, but also enhances the understanding of cup wheel grinding processes.

对于杯形砂轮磨削过程的热模型，大多数先前的研究都忽略了轮毂接触几何形状对热通量和磨削温度的幅度和分布的影响，与实际磨削过程相比，这简化了传热条件，因为在初始磨削过程中快速磨损，杯形砂轮通常具有倒圆的边缘。本文研究了轮毂接触几何形状，磨削区域的局部材料去除方式和磨削温度分布之间的关系。建立了一个综合的3D分析热模型，该模型考虑了轮毂接触几何形状及其对磨削热通量分布的影响，并进行了实验验证。杯式砂轮磨削中的热通量分布随接触几何形状以及磨削参数而变化，这在以前的工作中从未提及。已经发现，接触几何形状的变化显着改变了局部材料去除模式，从而影响了研磨温度分布。验证实验结果表明，所开发的模型可以在很大程度上描述实际的磨削温度。最高温度的相对误差小于6.6％，最高温度的位置的相对误差小于8.5％。这项研究不仅提供了一种预测磨削温度的新方法，而且还增进了对杯形砂轮磨削过程的理解。在以前的作品中从未提到过。已经发现，接触几何形状的变化显着改变了局部材料去除模式，从而影响了研磨温度分布。验证实验结果表明，所开发的模型可以在很大程度上描述实际的磨削温度。最高温度的相对误差小于6.6％，最高温度的位置的相对误差小于8.5％。这项研究不仅提供了一种预测磨削温度的新方法，而且还增进了对杯形砂轮磨削过程的理解。在以前的作品中从未提到过。已经发现，接触几何形状的变化显着改变了局部材料去除模式，从而影响了研磨温度分布。验证实验结果表明，所开发的模型可以在很大程度上描述实际的磨削温度。最高温度的相对误差小于6.6％，最高温度的位置的相对误差小于8.5％。这项研究不仅提供了一种预测磨削温度的新方法，而且还增进了对杯形砂轮磨削过程的理解。从而影响研磨温度分布。验证实验结果表明，所开发的模型可以在很大程度上描述实际的磨削温度。最高温度的相对误差小于6.6％，最高温度的位置的相对误差小于8.5％。这项研究不仅提供了一种预测磨削温度的新方法，而且还增进了对杯形砂轮磨削过程的理解。从而影响研磨温度分布。验证实验结果表明，所开发的模型可以在很大程度上描述实际的磨削温度。最高温度的相对误差小于6.6％，最高温度的位置的相对误差小于8.5％。这项研究不仅提供了一种预测磨削温度的新方法，而且还增进了对杯形砂轮磨削过程的理解。