本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法。

背景技術(shù)：
車削即車床加工，車床加工是機(jī)械加工的一部份。車床加工主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤(pán)、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床加工。車刀是用于車削加工的、具有一個(gè)切削部分的刀具。車刀是切削加工中應(yīng)用最廣的刀具之一。車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料兼具鈦合金與非金屬增強(qiáng)體的綜合性能，與基體鈦合金相比，具有更高的比強(qiáng)度、比剛度，優(yōu)異的抗蠕變、耐高溫等極佳的物理性能和力學(xué)性能，在航空航天、電子信息及半導(dǎo)體照明和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著重大且迫切的戰(zhàn)略需求。顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的切削加工性比鈦合金更差。聚晶金剛石刀具具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性，可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。在車削加工中，切削溫度是切削過(guò)程的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它直接反映了切削過(guò)程中切削熱的產(chǎn)生，影響到切削力、已加工表面質(zhì)量、刀具磨損、刀具壽命、加工成本和加工效率。聚晶金剛石刀具具有導(dǎo)熱系數(shù)高、傳熱快、切削溫度不易測(cè)量的特性，無(wú)法用傳統(tǒng)快加熱標(biāo)定方法對(duì)聚晶金剛石刀具的熱電偶標(biāo)定。因此在聚晶金剛石刀具車削加工中不可避免地要遇到切削溫度測(cè)量的問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)聚晶金剛石刀具溫度標(biāo)定開(kāi)展了一些研究，取得了一些進(jìn)展。目前常用的方法有自然熱電偶標(biāo)定法、紅外輻射法測(cè)溫等方法。自然熱電偶法的刀具和工件，組成自然熱電偶的材料副，通過(guò)測(cè)量熱電偶兩端的熱電勢(shì)，確定切削區(qū)域的溫度。紅外輻射法測(cè)溫根據(jù)物體表面輻射出的熱能，測(cè)量物體表面的溫度。但由于聚晶金剛石刀具硬度高、導(dǎo)熱快等特性，在切削過(guò)程中不宜采用上述方法進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法，旨在解決上述問(wèn)題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法，包括以下步驟：步驟一：利用標(biāo)定方法標(biāo)定出硬質(zhì)合金——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電偶標(biāo)定曲線；步驟二：搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用硬質(zhì)合金刀具對(duì)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料開(kāi)展車削試驗(yàn)，測(cè)量硬質(zhì)合金刀具車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)，并根據(jù)所述步驟一換算成切削溫度；所述實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括用于安裝紅外測(cè)溫儀的固定架，該固定架自下而上依次包括底座、調(diào)節(jié)桿及安裝頭，所述安裝頭球鉸連接于所述調(diào)節(jié)桿的頂部；步驟三：測(cè)量車削時(shí)切屑某固定流出點(diǎn)的紅外測(cè)量溫度；步驟四：以自然熱電偶測(cè)得的切削溫度為標(biāo)準(zhǔn)，將測(cè)得的所述切削溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度進(jìn)行比對(duì)，得出紅外測(cè)量溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟五：將車削刀具換成聚晶金剛石刀具進(jìn)行車削，測(cè)得紅外測(cè)量溫度，通過(guò)所述步驟四得出的溫度關(guān)系獲得該條件下的車削溫度；同時(shí)測(cè)量聚晶金剛石刀具與顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)；步驟六：擬合出聚晶金剛石刀具——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的標(biāo)定曲線。進(jìn)一步地，還包括步驟七：測(cè)量自然熱電偶的熱電勢(shì)并通過(guò)標(biāo)定曲線換算出對(duì)應(yīng)的切削溫度。進(jìn)一步地，在所述步驟二中采用自然熱電偶方法測(cè)量硬質(zhì)合金刀具車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)。進(jìn)一步地，在所述步驟三中利用紅外測(cè)溫儀發(fā)出的紅外光束對(duì)準(zhǔn)車削時(shí)切屑某固定流出點(diǎn)，得出紅外測(cè)量溫度。進(jìn)一步地，在所述步驟三中紅外測(cè)溫儀采用固定的發(fā)射率。進(jìn)一步地，在所述步驟五中將車削刀具換成聚晶金剛石刀具進(jìn)行車削后保持紅外測(cè)溫儀安裝及測(cè)量位置不變。進(jìn)一步地，在所述步驟五中采用自然熱電偶法測(cè)量聚晶金剛石刀具與顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)。進(jìn)一步地，在所述步驟六中通過(guò)多元回歸擬合的方法進(jìn)行擬合。進(jìn)一步地，在所述步驟六中通過(guò)變換不同車削速度、進(jìn)給量及切削深度獲取多個(gè)熱電勢(shì)與車削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系之后再進(jìn)行擬合。進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)桿包括頂桿、底桿及調(diào)節(jié)套，所述頂桿及底桿沿豎向滑動(dòng)連接，所述調(diào)節(jié)套設(shè)于頂桿及底桿的外部，調(diào)節(jié)套的下段與所述底桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，調(diào)節(jié)套的上段與頂桿螺接。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法，通過(guò)這種間接測(cè)量的方法測(cè)出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高，測(cè)量更加方便，操作更加簡(jiǎn)單。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法在實(shí)施過(guò)程中硬質(zhì)合金刀具車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料車削溫度測(cè)量試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法在實(shí)施過(guò)程中聚晶金剛石刀具車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料車削溫度測(cè)量試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法在實(shí)施過(guò)程中聚晶金剛石刀具——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料標(biāo)定曲線的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法中固定架的剖視示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法中固定架的主視示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施方式提供的聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法的固定架中調(diào)節(jié)套的軸測(cè)示意圖。圖中標(biāo)記分別為：顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101；紅外測(cè)溫儀102；紅外光束103；紅外測(cè)溫點(diǎn)104；硬質(zhì)合金刀具105；聚晶金剛石刀具106；切屑107；固定架201；底座202；調(diào)節(jié)桿203；安裝頭204；頂桿205；底桿206；調(diào)節(jié)套207。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語(yǔ)為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。實(shí)施例1，請(qǐng)參閱圖1-圖6。本實(shí)施例提供了一種聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法，主要用于測(cè)量聚晶金剛石刀具106在車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101時(shí)的切削溫度，主要包括以下步驟：步驟一：利用標(biāo)定方法標(biāo)定出硬質(zhì)合金——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的熱電偶標(biāo)定曲線；步驟二：搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用硬質(zhì)合金刀具105對(duì)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101開(kāi)展車削試驗(yàn)，測(cè)量硬質(zhì)合金刀具105車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)，并根據(jù)所述步驟一換算成切削溫度；步驟三：測(cè)量車削時(shí)切屑107的紅外測(cè)量溫度；步驟四：以自然熱電偶測(cè)得的切削溫度為標(biāo)準(zhǔn)，將測(cè)得的紅外測(cè)量溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度進(jìn)行比對(duì)，得出紅外測(cè)量溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟五：將車削刀具換成聚晶金剛石刀具106進(jìn)行車削，測(cè)得紅外測(cè)量溫度，通過(guò)所述步驟四得出的溫度關(guān)系獲得該條件下的車削溫度；同時(shí)測(cè)量聚晶金剛石刀具106與顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的熱電勢(shì)；步驟六：擬合出聚晶金剛石刀具106——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的標(biāo)定曲線。通過(guò)這種間接測(cè)量的方法測(cè)出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高，測(cè)量更加方便，操作更加簡(jiǎn)單。在本實(shí)施例中還包括步驟七：測(cè)量自然熱電偶的熱電勢(shì)并通過(guò)標(biāo)定曲線換算出對(duì)應(yīng)的切削溫度。之間換算成切削溫度使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加直觀。具體地，在所述步驟二中采用自然熱電偶方法測(cè)量硬質(zhì)合金刀具105車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)。自然熱電偶方法測(cè)量熱電勢(shì)是常用的測(cè)量方法之一，具有準(zhǔn)確性高、方便操作等優(yōu)點(diǎn)。具體地，在所述步驟三中利用紅外測(cè)溫儀102發(fā)出的紅外光束103對(duì)準(zhǔn)車削時(shí)切屑107流出的點(diǎn)，形成紅外測(cè)溫點(diǎn)104，得出紅外測(cè)量溫度。在切削過(guò)程中切屑107流出的點(diǎn)基本是固定的，利用紅外測(cè)溫儀102對(duì)準(zhǔn)該固定點(diǎn)，使紅外測(cè)溫儀102持續(xù)進(jìn)行溫度測(cè)量，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。具體地，在所述步驟三中紅外測(cè)溫儀102采用固定的發(fā)射率。固定的發(fā)射率使測(cè)量過(guò)程中數(shù)值的變化與溫度的變化呈線性關(guān)系，準(zhǔn)確性更高。在所述步驟五中將車削刀具換成聚晶金剛石刀具106進(jìn)行車削后保持紅外測(cè)溫儀102安裝及測(cè)量位置不變。這樣使紅外測(cè)溫儀102在刀具變換前后所檢測(cè)的位置保持一致，準(zhǔn)確性更高。具體地，在所述步驟五中采用自然熱電偶法測(cè)量聚晶金剛石刀具106與顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的熱電勢(shì)。采用自然熱電偶法能夠方便地測(cè)出熱電勢(shì)。具體地，在所述步驟六中通過(guò)多元回歸擬合的方法進(jìn)行擬合。多元回歸擬合方法是一種準(zhǔn)確性比較高的擬合方法。在擬合過(guò)程中，在所述步驟六中通過(guò)變換不同車削速度、進(jìn)給量及切削深度獲取多個(gè)熱電勢(shì)與車削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系之后再進(jìn)行擬合。通過(guò)不同情形的模擬測(cè)量，有利于得到更為準(zhǔn)確的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其具體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以在車床上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)部位的結(jié)構(gòu)示意圖可以參考圖1及圖2；在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中用到了紅外測(cè)溫儀102，在使用過(guò)程中紅外測(cè)溫儀102需要固定并進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在本實(shí)施例中，所述實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括用于安裝紅外測(cè)溫儀102的固定架201，該固定架201自下而上依次包括底座202、調(diào)節(jié)桿203及安裝頭204，所述安裝頭204球鉸連接于所述調(diào)節(jié)桿203的頂部；所述調(diào)節(jié)桿203包括頂桿205、底桿206及調(diào)節(jié)套207，所述頂桿205及底桿206沿豎向滑動(dòng)連接，所述調(diào)節(jié)套207設(shè)于頂桿205及底桿206的外部，調(diào)節(jié)套207的下段與所述底桿206轉(zhuǎn)動(dòng)連接，調(diào)節(jié)套207的上段與頂桿205螺接。底座202用于將該固定架201固定或安裝在車床或其他設(shè)備上。調(diào)節(jié)桿203用于調(diào)節(jié)紅外測(cè)溫儀102的高度，安裝頭204與調(diào)節(jié)桿203球鉸連接，在使用時(shí)可以進(jìn)行角度的調(diào)整；調(diào)節(jié)桿203中頂桿205及底桿206沿豎向滑動(dòng)連接，使得頂桿205能夠相對(duì)底桿206上下滑動(dòng)；調(diào)節(jié)套207與底桿206轉(zhuǎn)動(dòng)連接的關(guān)系，使調(diào)節(jié)套207能夠相對(duì)底桿206轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中二者不發(fā)生位移；調(diào)節(jié)套207與頂桿205螺接的關(guān)系，使調(diào)節(jié)套207在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠帶動(dòng)頂桿205上下移動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的作用。這種結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)桿203結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在調(diào)節(jié)時(shí)只需要旋擰調(diào)節(jié)套207即可實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)作用，操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)時(shí)整個(gè)固定架201穩(wěn)定性更高，有利于對(duì)紅外測(cè)溫儀102位置的微調(diào)，間接使得實(shí)驗(yàn)更穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高。實(shí)施例2。本實(shí)施例提供了一種聚晶金剛石刀具車削鈦基復(fù)合材料溫度的測(cè)量方法，具體包括以下步驟：1)利用傳統(tǒng)標(biāo)定方法標(biāo)定出硬質(zhì)合金——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的熱電偶標(biāo)定曲線；2)搭建如圖1所示的試驗(yàn)平臺(tái)，利用硬質(zhì)合金刀具105對(duì)顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101開(kāi)展車削試驗(yàn)，采用自然熱電偶方法測(cè)量硬質(zhì)合金刀具105車削顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的熱電勢(shì)，并根據(jù)步驟1)換算成切削溫度；3)利用紅外測(cè)溫儀102發(fā)出的紅外光束103對(duì)準(zhǔn)車削時(shí)切屑107流出的某一固定點(diǎn)，選擇固定的發(fā)射率，得出紅外測(cè)量溫度；4)以自然熱電偶測(cè)得的切削溫度為標(biāo)準(zhǔn)，將紅外測(cè)溫儀102測(cè)得的紅外測(cè)量溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度進(jìn)行比對(duì)，得出紅外測(cè)量溫度與標(biāo)準(zhǔn)切削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；5)將車削刀具換成聚晶金剛石刀具106進(jìn)行車削，搭建如圖2所示的試驗(yàn)平臺(tái)。保持紅外測(cè)溫儀102安裝及測(cè)量位置不變，測(cè)得紅外測(cè)量溫度，通過(guò)步驟4得出的溫度關(guān)系可以獲得該條件下準(zhǔn)確的車削溫度。同時(shí)采用自然熱電偶法測(cè)量聚晶金剛石刀具106與顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的熱電勢(shì)；6)變換不同車削速度、進(jìn)給量及切深獲取多個(gè)熱電勢(shì)與車削溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)多元回歸擬合的方法擬合出如圖3所示的聚晶金剛石刀具106——顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料101的標(biāo)定曲線；7)后續(xù)只要測(cè)量自然熱電偶的熱電勢(shì)就能通過(guò)標(biāo)定曲線準(zhǔn)確的換算出對(duì)應(yīng)的切削溫度。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。