基于自然热电偶法的数控铣削温度测量系统

《基于自然热电偶法的数控铣削温度测量系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于自然热电偶法的数控铣削温度测量系统ASystemforCuttingTemperatureMeasurementinNCMillingBasedonNaturalThermocouple学号：21004073大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做

2、的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：盔i歪杰垒垒盟至壹勉奎亟直!蕉趣2耋童!查作者签名：4立丛竺日期：望』三年兰一月．=乙日I7大连理工大学硕士学位论文摘要切削热是切削过程中重要的物理现象之一，切削时所消耗的能量除极少部分用以形成新表面和以晶格扭曲等形式形成潜藏能外，大部分都转化为热能。过高的切削温度不仅使刀具磨损快、寿命低；而且易使工件和加工工艺系统发生热变形，还会影响工件的表面完整性，从而影响加工精度。因此，研究切削温度具有重要的理论意义和实用价值。研究切削温度最直接的方法是实验测量法。自然热电偶

3、法是最方便、应用最广泛的测量方法，其应用已比较成熟。但其已有的研究成果一般都是应用在车削形式下，而把自然热电偶应用于铣削尤其是数控铣削的研究非常少见。本文针对采用机夹刀片立铣刀的数控铣削，开发了一种基于自然热电偶的切削温度测量系统。再利用此测量系统对平面铣削45钢及AISl316、FV520(B)不锈钢时，不同切削液对切削温度的影响进行了实验研究，主要研究内容如下：1)开发了一套基于自然热电偶的数控铣削切削温度测量系统。针对在铣削系统上应用自然热电偶时从旋转的刀具上引导线的难题，发现在刀杆上安装精密导电滑环，能胜任从高速旋转的刀具上引出微弱电压信号的要求。为消除因

4、刀片温升引起自然热电偶冷端温度变化带来的原理误差，在刀片后端夹一标准T型热电偶来测量自然热电偶在刀片上引线点的实时温度，并在此基础上阐述了切削温度的计算原理。为方便热电偶信号的采集，还设计制作了一个具有低通滤波功能、能适应不同的热电偶并可以进行冷端补偿、放大倍数可调的三通道电压信号放大调理器。2)完成了对3种“工件．刀片”自然热电偶和3种“工件．铜”热电偶的标定。对于比较难以解决的自然热电偶标定，利用紫铜棒作为中间导体，把刀片和工件条夹紧紫铜棒来形成自然热电偶，并用热电偶检定炉加热紫铜棒来提供所需温度来进行标定。为了实现刀片冷端的冷却，通过按规律夹持多个刀片来把刀

5、片“延长”，并通过使用硅胶垫解决了绝缘与均匀加力的问题。3)对45钢和AISl316不锈钢进行了切削温度测量试验，通过对数据波形分析以及把得出切削温度进行分析并与已有的研究数据对比，验证了测量系统的可行性。4)针对45钢和AISl316、FV520(B)不锈钢的平面铣削，测量了干切削和施加不同切削液(KLC8210、KLC8205、T15)时的切削温度，研究了切削温度的变化规律。研究发现：切削温度上升很快，经过几个切削周期后切削温度就达到稳定值：施加切削液时的切削温度并不总是比干切削时的温度值低。关键词：切削温度；数控铣削；测量系统；自然热电偶基于自然热电偶法测量

6、数控铣削温度的研究ASystemforCuttingTemperatureMeasurementinNCMillingBasedonNaturalThermocoupleAbstractHeatisoneoftheimportantphysicalphenomenainmetalcutting．Mostoftheenergyconsumedincuttingistransformedintoheat，apartfromsomeisusedtoproducethenewmachinedsurfaceandlatticedistortion．Highcuttingte

7、mperaturecannotonlyreducethetoollife，butalsoinfluencemachiningaccuracybecauseitcaneasilyproducethermaldeformationofworkpieceandthemachiningprocesssystemandbecauseitisabletosurfaceintegrityoftheworkpiece．Therefore，ithasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvaluetoresearchcuttingt

8、emper