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车削加工中刀具的温度测试国内外研究现状

时间:2018-12-24 21:00来源:毕业论文
早在十九世纪三十年代初,国外科学家就针对车削加工中刀具的温度进行了初期大量试验,尝试采用不同的传感器来测量刀具的温度,具有代表性的为热电偶法。其原理为:采用两种不

早在十九世纪三十年代初,国外科学家就针对车削加工中刀具的温度进行了初期大量试验,尝试采用不同的传感器来测量刀具的温度,具有代表性的为热电偶法。其原理为:采用两种不同材料做成材料副,在它们受热时靠近,两材料表面的电子因在高温时运动速度增加,带负电的电子从材料表面跑出后材料呈现正电势,但因每种材料跑出的电子数量不同,因此在两材料之间会形成差势电位差,因为每种材料在相同的温度下溢出的电子是特定的,所以在材料副确定的情况下,可以通过电压计测出的电压,再由电压温度对比表来判定材料副的温度状态,并且由于这种方法结构简单,测量也比较方便,一直使用至今。31938
前辈研究者尝试了许多方法来测量刀具的温度分布,并提出了许多具有前沿性的建议。伴随着科学技术的进步,也由最初测量精度不高、测点单一的热电偶测量方法到现在简单易用、携带方便、测量精度也高的光、热、红外辐射法等。论文网
随着近年来红外测温技术的发展,红外测温精度提升之后,国外很多研究者在测量时更多的是选择红外测温技术,尤其便携式红外测温仪测温准确,携带方便,对加工过程中不影响,受到越来越多的人使用。
2国内研究现状
车削加工是一个相对复杂的工艺过程,表面加工质量与刀具几何形状、切屑流动、温度分布有着密切联系。在切削加工中,被加工工件因车刀作用主要发生弹性变形、粘塑性和蠕变、表面塑性变形等。影响切削温度变化的因素有多种,研究发现主要原因有:切削深度(背吃刀量)、工件的材料特性、刀尖磨损程度、刀具的几何形状参数和切削液品质等。
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因为我国红外测温技术发展较晚,国内采用红外测温设备测量刀具温度的研究成果相对较少,研究者主要采用的方法是热电偶测量法。宁世友、李振加[34]在三维复杂槽型铣刀片铣削温度试验研究中采用热电偶法研究了槽型铣刀铣削3Cr-1Mo-1/4V时铣刀刀面上特定点的温度变化情况。他们通过在铣刀刀杆上设计出相对应的集流环解决了铣刀在旋转过程中热电偶引线缠绕刀具的问题。
焦锋等[1]在PCBN刀具超声振动车削45淬火刚的切削力与温度研究中提出切削用量对切削温度的影响。切削时所消耗的能量,除了1%—2%用以形成新的表面和产生新的扭曲晶格等形式形成潜能外,有98%—99%转换成热能,因此在车削加工时所消耗的能量绝大多数转换成热能。
曲中兴、张立武[2]在超高强钢数控车削温度和车削力模型的建立中写到现代科学对于金属材料的评价主要从两方面来考虑的,一个是金属的硬度(包括布氏硬度和维氏硬度等),一个是机械强度来考虑的,在车削加工时车刀车削工件的硬度与机械强度值越大,工件就难被加工,切削力就会增大、做功增加、机床产生的热能增加、刀具受力大、磨损量增加。
聂宇宏等[3]在车削刀具内温度分布模拟的耦合方法中研究发现工件被刀具切削加工是一个复杂的过程,刀具与工件接触过程中两者发生了许多物理化学变化,主要包括有塑性变形、弹性变形、蠕变与瘤结等,研究过程因为这些复杂原因变得相对困难起来。在切削加工过程中,刀具与切屑接触的温度在刀具各个分布点都不同,并且随着时间在变化。刀具上的最高温度不在刀尖切削工件处而在刀具切削刃局部变形的区域内出现最高温度点,这也是刀具发生塑性变形与刀屑摩擦比较严重的地方,刀片的温度高点即在车刀前刀面距离刀尖不远的地方。 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
陈东生等[4]在车削工件温度场实时测量技术中通过研究数据发现不同金属件的发射率因本身材料性质的不同而有差异,材料成分是影响发射率因素中最大的一个,其他影响发射率的因素分别为工件的表面形状、表面颜色、表面腐蚀度与氧化程度、试验下工件的温度等。 车削加工中刀具的温度测试国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20181224/28270.html
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