[發明專利]一種用于車銑加工準確測量切削溫度的裝置

在審

• 申請號: 202010186211.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111300143A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 孫濤;秦錄芳;王海;王錦超
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/09
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 張旭

本發明公開了一種用于車銑加工準確測量切削溫度的裝置，包括工件測溫試樣、導電滑環、多個熱電偶絲、筒狀絕緣管、固定支架和數據采集系統，先根據所需車銑的工件材質，采用相同材質制成工件測溫試樣；進行車銑時，當銑刀的切削刃經過部件Ⅰ和部件Ⅱ的連接處時，各個熱電偶絲一端與工件測溫試樣電連接、分別形成一個瞬時熱接點，即構成熱電偶的熱端；熱電偶絲另一端和圓盤上靠近空心軸的一點構成熱電偶的冷端；即此時工件測溫試樣、導電滑環和多個熱電偶絲構成一個熱電偶；最終測量出當前的切削溫度；調整不同的車銑參數，能準確測量出對應的不同切削溫度，最終確定該種材質車銑的最優參數；從而有效提高加工效率、刀具壽命和加工表面質量。

技術領域

本發明涉及一種測量切削溫度的裝置，具體是一種用于車銑加工準確測量切削溫度的裝置。

背景技術

車銑加工通過銑刀和工件的共同旋轉以及銑刀的移動完成軸類零件的高效精密加工，現在已廣泛應用于航空航天領域中的難加工材料(如：鈦合金、高溫合金、不銹鋼等)和特殊結構件(如：細長桿、機匣、起落架等)的加工。

相對于車削的連續切削，車銑加工斷續切削的特點有助于降低切削溫度，從而提高刀具壽命和加工表面質量，這也是車銑加工廣泛應用于切削導熱率低的難加工材料的重要原因。車銑加工時，準確測量不同切削參數下刀具的切削溫度有助于優化切削參數，從而提高加工效率、刀具壽命和加工表面質量。

目前常用的切削溫度測量方法主要有熱電偶法、熱輻射法、光輻射法、涂色法等。其中熱電偶法是最為準確的測量方法，但是對于車銑加工來說，由于銑刀和工件的共同旋轉造成車銑采用熱電偶法存在熱電偶不方便安裝的技術困難。目前涉及車銑測溫的技術很少，其中專利號：ZL2013104102758，名稱為《車銑復合加工的切削溫度測量裝置》的發明專利采用的是自然熱電偶法，測的是加工區域的平均溫度，其需要對刀具材料進行標定，增加了標定試樣的制作過程，且只適合于單材質的刀具，對于涂層刀具不適用；另外論文《AnInvestigation of Workpiece Temperature in Orthogonal Turn-Milling CompoundMachining》(Journal of Manufacturing Science and Engineering，2015,137(1)：1-10)采用的測溫方法需要的試樣加工困難，且采集信號端不連續會造成采集的信號波動大。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種用于車銑加工準確測量切削溫度的裝置，能準確測量切削溫度并確定所需工件的最優車銑參數，從而提高加工效率、刀具壽命和加工表面質量。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于車銑加工準確測量切削溫度的裝置，包括工件測溫試樣、導電滑環、多個熱電偶絲、筒狀絕緣管、固定支架和數據采集系統，

所述工件測溫試樣由部件Ⅰ和部件Ⅱ組成，部件Ⅰ和部件Ⅱ的材料相同，部件Ⅰ的形狀為圓柱形，部件Ⅱ的形狀為一端帶有圓盤的空心軸，部件Ⅱ的圓盤直徑與部件Ⅰ的直徑相同，部件Ⅱ的圓盤一端面開設多個溝槽，每個溝槽兩端分別與圓盤中心的空心軸一端和圓盤外沿連接，筒狀絕緣管伸入并固定在空心軸內；部件Ⅰ一端通過卡盤固定，部件Ⅰ另一端和開設溝槽的圓盤表面均設有絕緣膜，多個熱電偶絲處于兩個絕緣膜之間、且每個熱電偶絲分別放置在一個溝槽內，各個熱電偶絲的一端與圓盤外沿平齊、另一端沿溝槽在空心軸一端匯集后穿過筒狀絕緣管從空心軸另一端伸出；部件Ⅰ另一端和部件Ⅱ開設溝槽的圓盤表面通過螺釘緊固連接、且部件Ⅰ和部件Ⅱ的空心軸同軸；

所述導電滑環由空心轉子和定子組成，空心轉子處于定子內、且能相對定子轉動；空心轉子固定套設在空心軸外表面、并能隨空心軸同軸旋轉，定子與固定支架固定連接、使定子保持靜止狀態，空心轉子通過導線與圓盤上靠近空心軸的一點連接，定子通過導線與數據采集系統其中一個輸入端連接，數據采集系統的另一個輸入端通過導線與各個熱電偶絲的另一端連接。