刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究

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1、分类号：TH7,TP212单位代码：10110学号：S1502042中北大学刀具全日制工程硕士学位论文嵌入薄膜热电偶刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度测量切技术研究削温度技术研究硕士研究生张勇校内指导教师武文革教授校外指导教师来沁雄高级工程师所在领域机械工程2018年4月16日图书分类号TH7,TP212密级非密UDC621.7全日制工程硕士学位论文刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究张勇校内指导教师（姓名、职称）武文革（教授）校外指导教师（姓名、职称）来沁熊（高工）申请学位级别工学硕士所在领域机械工程论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授

2、予日期________年______月______日论文评阅人答辩委员会主席2018年4月16日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其它个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印

3、或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究摘要在机械加工过程中，切削热和切削温度对工件的加工有很大的影响，薄膜热电偶测量切削温度是一种方便快捷的测温方法之一。为了实现车削时切削温度准确、实时的监测，本文对车刀嵌入薄膜热电偶测量切削温度的相关技术进行了研究。研究刀具切削机理的基础上，利用有限元软件DEFORM-3D对

4、刀具前刀面温度场进行了有限元模拟仿真，分析了刀具前刀面温度场的分布规律。基于热电偶测温理论及新型薄膜制备技术，针对刀具前刀面、后刀面温度分布规律，设计了不同的薄膜热电偶结构方案及NiCr-NiSi嵌入式薄膜热电偶测温刀具。在FJL-560a型磁控与离子束复合溅射沉积系统上，开展了NiCr-NiSi薄膜热电偶制备的试验研究。以载玻片为基底，采用单因素实验方案研究了氩气工作流量、溅射功率、工作压强三个因素对薄膜热电偶性能（薄膜厚度、表面粗糙度、电阻率）的影响规律。在此基础上，优化工艺参数并设计了正交实验方案，继续在载玻片基底上进行试验研究，获取了

5、较合适的热电偶薄膜制备工艺参数。利用优化后的溅射工艺参数，分别在不锈钢基底，硬质合金刀具表面上进行了薄膜热电偶制备的试验研究。对不锈钢为基底制备的薄膜热电偶样品进行了性能检测，结果显示导电性、电极尺寸等性能基本达到预想要求，灵敏度达到了18.4μV/℃，还有一定的提升空间，最后在硬质合金刀具表面成功制备了不同尺寸的薄膜热电偶样品。为后续实验研究切削加工中切削温度测量的研究奠定了基础。关键词：薄膜热电偶，切削温度，磁控溅射，刀具中北大学学位论文StudyonToolEmbeddedThinFilmThermocouplesMeasuringCu

6、ttingTemperatureAbstractIntheprocessofmechanicalprocessing,thecuttingheatandthecuttingtemperaturehaveagreatinfluenceonthemachiningoftheworkpiece.Thethinfilmthermocoupleisoneoftheconvenientandquickmethodswhichcanmeasurethecuttingtemperature.Inordertorealizetheaccurateandreal

7、-timemonitoringofcuttingtemperatureduringturning,inthepaper,therelatedtechnologiesofmeasuringcuttingtemperaturebytoolembeddedinthinfilmthermocouplewerestudied.Basedonstudyingtheprincipleoftemperaturemeasurementofthin-filmthermocouplesandthenewthinfilmpreparationtechnology,t

8、hefiniteelementsimulationsoftwareDEFORM-3Dwasusedtosimulatethetemperaturefieldofth