基于自然熱電偶法的數控銑削溫度測量系統.pdf

1、切削熱是切削過程中重要的物理現象之一，切削時所消耗的能量除極少部分用以形成新表面和以晶格扭曲等形式形成潛藏能外，大部分都轉化為熱能。過高的切削溫度不僅使刀具磨損快、壽命低;而且易使工件和加工工藝系統發(fā)生熱變形，還會影響工件的表面完整性，從而影響加工精度。因此，研究切削溫度具有重要的理論意義和實用價值。
　　研究切削溫度最直接的方法是實驗測量法。自然熱電偶法是最方便、應用最廣泛的測量方法，其應用已比較成熟。但其已有的研究成果一般都是

2、應用在車削形式下，而把自然熱電偶應用于銑削尤其是數控銑削的研究非常少見。本文針對采用機夾刀片立銑刀的數控銑削，開發(fā)了一種基于自然熱電偶的切削溫度測量系統。再利用此測量系統對平面銑削45鋼及AISI316、FV520(B)不銹鋼時，不同切削液對切削溫度的影響進行了實驗研究，主要研究內容如下:
　　1)開發(fā)了一套基于自然熱電偶的數控銑削切削溫度測量系統。針對在銑削系統上應用自然熱電偶時從旋轉的刀具上引導線的難題，發(fā)現在刀桿上安裝精密導

3、電滑環(huán)，能勝任從高速旋轉的刀具上引出微弱電壓信號的要求。為消除因刀片溫升引起自然熱電偶冷端溫度變化帶來的原理誤差，在刀片后端夾一標準T型熱電偶來測量自然熱電偶在刀片上引線點的實時溫度，并在此基礎上闡述了切削溫度的計算原理。為方便熱電偶信號的采集，還設計制作了一個具有低通濾波功能、能適應不同的熱電偶并可以進行冷端補償、放大倍數可調的三通道電壓信號放大調理器。
　　2)完成了對3種“工件-刀片”自然熱電偶和3種“工件-銅”熱電偶的標定

4、。對于比較難以解決的自然熱電偶標定，利用紫銅棒作為中間導體，把刀片和工件條夾緊紫銅棒來形成自然熱電偶，并用熱電偶檢定爐加熱紫銅棒來提供所需溫度來進行標定。為了實現刀片冷端的冷卻，通過按規(guī)律夾持多個刀片來把刀片“延長”，并通過使用硅膠墊解決了絕緣與均勻加力的問題。
　　3)對45鋼和AISI316不銹鋼進行了切削溫度測量試驗，通過對數據波形分析以及把得出切削溫度進行分析并與已有的研究數據對比，驗證了測量系統的可行性。
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