一种用于端面车削温度测量的装置与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106840428A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710145432.5(22)申请日2017.03.13(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人段春争寇文能孙玉文张方圆刘朋和孙伟(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人温福雪侯明远(51)Int.Cl.G01K1/14(2006.01)G01K1/02(2006.01)G01K7/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种用于端面车削温度测量的装置与方法(57)摘要本发明提供了一种用于端面车削温度测量的装置与方法，属于切削加工技术领域，适用于测量端面车削时切削区域产生的温度。本装置包含热电偶传感器、滑环以及经过特殊设计的实验工件。实验工件为待测车削温度材料制品。实验工件上设计的环状筋将端面车削转换成外圆车削。通孔与盲孔的设计使热电偶传感器合理地埋在工件内部，提高了车削过程的安全性以及信号的稳定性。同时，使用滑环结构排除了装置间的干扰。温度信号经滑环由数据采集卡采集并传输至计算机，最终得到较为精确的端面车削温度。本发明结构简单，操作方便，为实现端面车削温度的精确测量提供了良好的测量装置与方法。CN106840428ACN106840428A权利要求书1/1页1.一种用于端面切削温度测量的装置，其特征在于，该装置包括热电偶传感器(5)、滑环(9)、温度信号处理端(16)和实验工件(1)；实验工件(1)为待测车削温度材料制品，其为圆筒状，左侧预留夹持空间，右侧预留车削刀具宽度，中间为突出的环状筋(2)；环状筋(2)上有两个孔，一个为盲孔(3)，另一个通孔(4)，盲孔(3)和通孔(4)的中心轴在一条直线上；在盲孔(3)中设有热电偶传感器(5)的探头，热电偶传感器(5)另一侧通过输入导线(6)与滑环的转子(8)连接；滑环的转子(8)位于实验工件(1)右侧外，二者通过螺钉(7)固定在转子的固定槽(12)上，保持滑环的转子(8)与实验工件(1)同轴，以抵消离心力；滑环的定子(9)通过输出导线(15)与温度信号处理端(16)连接，同时滑环的定子(9)通过挡板(14)固定在固定架(13)上，防止转动；刀具(11)的刀刃(10)用于车削环状筋(2)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的实验工件(1)上环状筋(2)的数量为两个以上，环状筋(2)的高度为5～15mm，从左向右高度逐渐递减；环状筋(2)的厚度不超过刀刃(10)的宽度；环状筋(2)中的凹槽是由切槽刀加工而成，凹槽保持一定宽度。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的盲孔(3)和通孔(4)由电火花打孔机一个工序加工而成，通孔(4)的直径比盲孔(3)大，由一个工步加工而成，然后通过通孔(4)加工与热电偶传感器(5)的探头直径相当的盲孔(3)；各环状筋(2)的孔在垂直轴向平面上成一定角分布。4.一种用于端面切削温度测量的装置测量方法，其特征在于，步骤如下：(1)安装待测装置，将装置加紧固定，并将信号输出线连接至数据采集卡；(2)用刀刃对准最右侧环状筋(2)，按照数据目标设定切削量，数据采集卡同时采集数据；按照设定切削进给量进给刀具，直到切断热电偶传感器(5)的探头无法采集到温度数据为止；(3)重复以上操作，采取每个环状筋(2)所得到的温度数据；(4)处理温度数据，取每一组温度曲线最后数个循环的波动数据，排除明显干扰数据，得到每组所测得的最高温度值，相互比较，取最大值，即为相对精确的端面车削温度。2CN106840428A说明书1/3页一种用于端面车削温度测量的装置与方法技术领域[0001]本发明属于切削加工技术领域，涉及一种端面车削温度的测量装置及其测量方法。背景技术[0002]车削温度是车削过程中产生的一种重要的物理现象。车削过程中产生的热一部分散逸在周围介质中，其余传入刀具、切屑和工件中，使其获得一定的温度。不同的车削温度会导致不同的刀具、工件的热变形，从而影响零件的加工精度、刀具寿命，降低生产效率。同时，由于金属材料的组织也会随着车削温度的不同产生变化，所以车削温度也是影响工件表面质量的重要因素。因此，通过研究车削温度能够促进车削加工工艺得到进一步发展。在科学研究中，为了便于计算和建模，正交车削是经常采用的一种切削方式，而端面切削可以很方便地实现正交切削。此外，对于材料组织变化的研究通常也是提取端面正交车削后的组织材料。因此，研究端面车削温度测量的装置与方法对于研究车削加工工艺具有非常重要的意义。[0003]目前车削温度测量的方法有很多种，包括热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等。其中，热电偶测温是目前比较成熟