車床車刀切削溫度的測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種工業(yè)裝備工作狀態(tài)參數(shù)實時檢測裝置，尤其涉及一種機(jī)械加工刀 具切削溫度的測量裝置，應(yīng)用于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 切削加工金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。一般由工件切削后的表面粗糙 度及切削溫度等方面來衡量。金屬材料的切削加工性比較復(fù)雜，很難用一個指標(biāo)來評定，通 常用多個指標(biāo)來綜合評定：切削時刀具的切削溫度、切削時的切削抗力、刀具的使用壽命、 切削后的表面粗糙度等情況。另外，也可以根據(jù)材料的硬度和韌性做大致的判斷。其中，切 削溫度的測量有接觸式的自然測溫法和人工測溫法，以及非接觸式的紅外測溫法。由于普 通車床的限制，我們采用人工測溫法測量切削過程中刀具的溫度。因為所用的標(biāo)準(zhǔn)刀具材 料是硬質(zhì)合金，硬度、強(qiáng)度高，脆性大，用鉆孔將熱電偶埋進(jìn)去的方法比較難以實現(xiàn)。如果采 用點焊焊接熱電偶的方法，由于硬質(zhì)合金焊接性能很差以及表面涂有不導(dǎo)電涂層，熱電偶 很難焊接在硬質(zhì)合金刀具上，且容易在切削過程中斷裂，影響實驗過程。而且，由于每次點 焊的位置都有所不同，也會導(dǎo)致不同次測量所得結(jié)果不精確，無法排除由于焊接位置不同 對實驗結(jié)果的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種 車床車刀切削溫度的測量裝置，通過改造標(biāo)準(zhǔn)刀具與熱電偶的接觸方式，將熱電偶絲相對 封閉地安裝在組合刀具之中，能夠準(zhǔn)確測量普通車床車刀在切削工件時，刀具切削溫度隨 時間、背吃刀量和熱處理狀態(tài)的變化情況，進(jìn)而描繪出切削溫度在切削過程中變化規(guī)律。相 對于普通的點焊方法固定熱電偶，操作簡單，成本低，結(jié)合強(qiáng)度高，且測量精度高、重復(fù)性 好。
[0004] 為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 一種車床車刀切削溫度的測量裝置，由k型熱電偶、熱電偶絲固定部件和測溫儀器組 成，熱電偶絲固定部件主要由刀柄、刀片和螺紋緊固部件組成，在與刀片接觸的刀柄的內(nèi)表 面上用銑刀開出兩個相互交叉的溝槽，形成k型熱電偶的熱電偶絲的嵌入槽，溝槽的深度 不小于熱電偶絲的橫截面直徑尺寸，溝槽的交叉點距離刀尖的距離不大于2mm，將兩條熱電 偶絲分別安裝到溝槽內(nèi)，使兩條熱電偶絲交叉位置形成測溫點，通過螺紋緊固部件將刀片 固定到刀柄上，同時將熱電偶絲限位安裝于刀柄和刀片之間，并將k型熱電偶的測溫點封 裝于刀具內(nèi)部。
[0005] 上述溝槽的交叉點距離刀尖的距離優(yōu)選接近2mm。
[0006] 上述溝槽的深度優(yōu)選接近0· 4mm。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點： 1.本發(fā)明通過改造刀具與熱電偶的接觸方式，在與標(biāo)準(zhǔn)刀片接觸的刀柄上用銑刀開 出交叉溝槽，將兩條k型熱電偶分別安裝在溝槽上，兩條熱電偶交叉的位置正是熱電偶測 溫的位置，通過刀片與刀柄緊緊鎖定來防止熱電偶松動，并使熱電偶與刀具緊密的接觸，結(jié) 合強(qiáng)度高，不會因為震動而脫落，并且熱電偶與刀具接觸的位置固定，確保了每次測量的都 是刀片同一位置的溫度，測量精確； 2. 本發(fā)明被固定安裝于刀具內(nèi)部的熱電偶在車削過程中不會產(chǎn)生跳動，實現(xiàn)更有效 的溫度的測量，同時由于熱電偶的測溫點被安裝在刀具內(nèi)部，與空氣的接觸傳熱量較少，測 量的溫度更加接近車刀的實際工況； 3. 本發(fā)明采用的熱電偶絲纏繞和刀具組裝實現(xiàn)測量普通車床刀具切削溫度的熱電偶 安裝方法，測量操作簡單方便。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例刀柄上的交叉溝槽的開槽位置。
[0009] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的車床車刀切削溫度的測量裝置的熱電偶安裝結(jié)構(gòu)分 解圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的刀具與熱電偶安裝圖。
[0011] 圖4是對比例背吃刀量為0. 15mm時采用點焊固定熱電偶，齒輪鋼切削溫度隨熱處 理狀態(tài)的變化情況圖。
[0012] 圖5是對比例背吃刀量0. 23mm采用點焊固定熱電偶，齒輪鋼切削溫度隨熱處理狀 態(tài)的變化情況圖。
[0013] 圖6是對比例采用點焊固定熱電偶，退火態(tài)齒輪鋼切削溫度隨背吃刀量的變化情 況圖。
[0014] 圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的背吃刀量0. 50mm時，齒輪鋼切削溫度隨熱處理狀態(tài)的 變化情況圖。
[0015] 圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例的背吃刀量0. 75mm時，齒輪鋼切削溫度隨熱處理狀態(tài)的 變化情況圖。
[0016] 圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施的退火態(tài)齒輪鋼切削溫度隨背吃刀量的變化情況圖。
[0017] 圖10是本發(fā)明優(yōu)選實施例的正火態(tài)齒輪鋼切削溫度隨背吃刀量的變化情況圖。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下： 在本實施例中，參見圖1?圖3、圖7?圖10, 一種車床車刀切削溫度的測量裝置，由熱 電偶絲直徑為〇. 3mm的k型鎳鉻-鎳硅熱電偶、熱電偶絲固定部件和測溫儀器組成，熱電偶 絲固定部件主要由刀柄1、刀片2和螺紋緊固部件3組成刀具，刀具應(yīng)用于C0630車床上， 在與刀片2接觸的刀柄1的內(nèi)表面上用銑刀開出兩個相互交叉的溝槽（5、6,形成k型熱電 偶的熱電偶絲7的嵌入槽，溝槽（5、6的深度為0. 4mm，溝槽（5、6的交叉點距離刀尖4的距 離為2mm，將兩條熱電偶絲7分別安裝到溝槽（5、6內(nèi)，使兩條熱電偶絲7交叉位置形成測溫 點，通過螺紋緊固部件3將刀片2固定到刀柄1上，同時將熱電偶絲7限位安裝于刀柄1和 刀片2之間，并將k型熱電偶的測溫點封裝于刀具內(nèi)部，防止熱電偶松動。本實施例通過改 造標(biāo)準(zhǔn)刀具與熱電偶的接觸方式，使熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)刀具緊密的接觸，結(jié)合強(qiáng)度高，不會因為 震動而脫落，并且熱電偶與刀具接觸的位置固定，測量精確。
[0019] 在本實施例中，測量刀具切削時的溫度變化情況，所使用的材料為齒輪鋼，其成分 如下表1
【主權(quán)項】
1. 一種車床車刀切削溫度的測量裝置，其特征在于：由k型熱電偶、熱電偶絲固定部件 和測溫儀器組成，所述熱電偶絲固定部件主要由刀柄（1)、刀片（2)和螺紋緊固部件（3)組 成，在與所述刀片（2)接觸的所述刀柄（1)的內(nèi)表面上用銑刀開出兩個相互交叉的溝槽（5、 6)，形成所述k型熱電偶的熱電偶絲（7)的嵌入槽，所述溝槽（5、6)的深度不小于所述熱電 偶絲（7)的橫截面直徑尺寸，所述溝槽（5、6)的交叉點距離刀尖（4)的距離不大于2mm，將 兩條所述熱電偶絲（7)分別安裝到所述溝槽（5、6)內(nèi)，使兩條所述熱電偶絲（7)交叉位置形 成測溫點，通過所述螺紋緊固部件（3)將所述刀片（2)固定到所述刀柄（1)上，同時將所述 熱電偶絲（7)限位安裝于所述刀柄（1)和所述刀片（2)之間，并將所述k型熱電偶的測溫點 封裝于刀具內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述車床車刀切削溫度的測量裝置，其特征在于：所述溝槽（5、6)的 交叉點距離刀尖（4)的距離接近2mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述車床車刀切削溫度的測量裝置，其特征在于：所述溝槽（5、 6)的深度接近0. 4mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車床車刀切削溫度的測量裝置，在標(biāo)準(zhǔn)刀具與刀片接觸面上用銑刀開出交叉溝槽，兩條k型熱電偶交叉安放在刀柄所開的槽上后，交叉點形成測溫點，將刀片與刀柄緊緊鎖定，防止熱電偶松動。本發(fā)明通過改造標(biāo)準(zhǔn)刀具與熱電偶的接觸方式，使熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)刀具緊密的接觸，結(jié)合強(qiáng)度高，不會因為震動而脫落，并且熱電偶與刀具接觸的位置固定，能夠準(zhǔn)確測量普通車床車刀在切削工件時，刀具切削溫度隨時間、背吃刀量和熱處理狀態(tài)等的變化情況，進(jìn)而描繪出切削溫度在切削過程中變化規(guī)律。相對于普通的點焊方法固定熱電偶，操作簡單，成本低，結(jié)合強(qiáng)度高，且測量精度高、重復(fù)性好。
【IPC分類】B23Q17-09
【公開號】CN104589157
【申請?zhí)枴緾N201410689521
【發(fā)明人】張恒華, 林振銘, 李婧, 金曼, 邵光杰, 許珞萍
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月26日