一種鉆削溫度測量的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆削溫度測量試驗(yàn)中，一種新型鉆削溫度測量的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆削加工作為傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝中最為基本的一種切削加工方法，用來在工件上生成孔，鉆孔工序約占機(jī)械加工總量的40?50%。近年來隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件材料一結(jié)構(gòu)一體化的趨勢，裝配連接制孔工藝所占的比重快速上升，為了保證制孔質(zhì)量、提高加工效率，鉆削技術(shù)被廣泛重視。然而，鉆削本身作為一種半封閉式的機(jī)械加工方法，切削條件相對惡劣，鉆削熱都集中地產(chǎn)生在鉆削刀具與工件相互作用的切削區(qū)域內(nèi)，極易造成材料劇烈變形所形成的大切削熱量集中所形成的鉆削高溫。其中，鉆削溫度對鉆削工藝的影響隨著鉆削技術(shù)的應(yīng)用更加顯著，過高的鉆削溫度會(huì)直接導(dǎo)致鉆肩變形復(fù)雜、鉆頭磨損嚴(yán)重、使用壽命短等問題，這也會(huì)間接導(dǎo)致孔加工精度和孔加工表面質(zhì)量的下降。
[0003]對于開放式切削加工(如車削，銑削)的溫度測量一般采用輻射溫度原理獲取，最常用的是紅外熱像儀法和光纖紅外溫度計(jì)法。由于鉆削加工的切削區(qū)域半封閉，輻射無法直接到達(dá)，因此這類方法對于鉆削加工的切削溫度測量是不適用的。
[0004]目前對鉆削溫度的測量仍然以瞬時(shí)切削溫度的采集為主，還無法對鉆削溫度的變化進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。鉆削瞬時(shí)切削溫度的實(shí)驗(yàn)測量則一般采用在工件中埋入熱電偶的方法來獲取某點(diǎn)瞬時(shí)溫度值。常見的方法有兩種，一是人工熱電偶法，直接埋入熱電偶對來采集距離切削刃較近的工件上某點(diǎn)的瞬時(shí)鉆削溫度，二是半人工熱電偶法，利用工件材料作為熱電偶對中的一極，與埋入工件材料的另一極熱電偶組成熱電偶對，直接測量切削刃上某一點(diǎn)的瞬時(shí)鉆削溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于人工熱電偶測溫原理的用于鉆削加工的切削溫度測量裝置，其將實(shí)驗(yàn)裝置固定在機(jī)床的主軸箱上，能夠通過該實(shí)驗(yàn)設(shè)置，簡化實(shí)驗(yàn)設(shè)置，且通過一次實(shí)驗(yàn)設(shè)置能夠測得一個(gè)試件完整切削過程的切削溫度，便于我們獲取穩(wěn)定狀態(tài)下溫度值。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決其技術(shù)問題的:
一種用于鉆削加工的切削溫度監(jiān)測裝置，其包括熱電偶固定架和工件夾具兩部分，所述熱電偶支架組件吸附于機(jī)床主軸箱上，工件夾具必須具有充足的空間，以便熱電偶能夠鉆削刀具在軸向上保持同步移動(dòng)。
[0007]所述的熱電偶固定架組件包括:磁性表座，支撐桿和加持體。磁性表座通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，控制與主軸箱的吸附于和脫離，操作簡單方便并且結(jié)構(gòu)整體剛度高；使用該種裝置便于伸縮和定位。
[0008]該方法的主要特點(diǎn):首先，在工件上待鉆孔區(qū)域通過電火花(激光)打微孔；其次，通過所設(shè)計(jì)裝置保持鉆頭在鉆削過程中始終與熱電偶在鉆孔方向固定距離(0.5-1_)，通過對鉆削區(qū)域溫度的持續(xù)測量，最終獲取穩(wěn)定狀態(tài)下的鉆削溫度。
[0009]與現(xiàn)有的技術(shù)比較，本發(fā)明可以對鉆削過程溫度進(jìn)行持續(xù)性的測量，可以獲得穩(wěn)定情況下的鉆削溫度，避免瞬時(shí)測量鉆削溫度帶來的隨機(jī)誤差。通過對鉆削過程溫度的持續(xù)測量，可以使鉆削區(qū)域溫度逐步積累直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即為該鉆削參數(shù)下鉆削溫度，使鉆削溫度值更加可靠。
【附圖說明】
[0010]圖1，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2，為本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3，為本發(fā)明鉆削溫度測量夾具的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，I機(jī)床主軸箱，2鉆頭，3試件，4熱電偶，5夾持器，6磁性吸塊，7緊固螺釘，8支撐桿，9十字卡扣，10，數(shù)據(jù)采集器
具體實(shí)施方法
本發(fā)明是一種用于鉆削系統(tǒng)中連續(xù)變化切削溫度監(jiān)測的裝置，其基于人工熱電偶測溫原理，通過將實(shí)驗(yàn)裝置一次設(shè)置在機(jī)床主軸箱上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件孔加工周期內(nèi)的長時(shí)間、連續(xù)的切削溫度監(jiān)測，具體是利用熱電偶固定架裝置及鉆削溫度測量夾具，使熱電偶沿軸向上時(shí)刻與鉆頭保持同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)長時(shí)間、連續(xù)切削溫度的采集。
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方法和具體操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0015]首先，對試件待加工區(qū)域進(jìn)行電火花(激光)打一個(gè)微孔，為了保證鉆削溫度測量的準(zhǔn)確性，微孔的直徑應(yīng)盡可能小。
[0016]其次，將鉆削溫度測量專用夾具固定到機(jī)床工作臺(tái)上。
[0017]第三，通過鉆削溫度測量專用夾具將試件固定，加緊；并通過手動(dòng)操作機(jī)床進(jìn)行對刀，使試件上的微孔處于刀具主切削刃的1/2處，由于該區(qū)域?yàn)殂@削溫度最高。
[0018]第四，熱電偶的夾裝與固定:首先，通過磁性吸塊的吸附作用，將熱電偶支撐架固定在機(jī)床主軸箱上；其次，通過調(diào)節(jié)各個(gè)支撐桿，使熱電偶加持體中心與試件上微孔處于同一軸線上；第三，對熱電偶進(jìn)行裝夾，將熱電偶絲穿過微孔，使熱電偶與鉆頭之間有(0.5-lmm)距離，通過加持體將熱電偶與支架連接一起；使熱電偶隨著主軸箱同步移動(dòng)。
[0019]第五，操作機(jī)床開始鉆削實(shí)驗(yàn)，并時(shí)刻觀察數(shù)據(jù)采集器上鉆削溫度的變化情況，當(dāng)鉆削溫度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，記錄下該溫度(即為該鉆削條件下鉆削溫度)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鉆削加工的切削溫度監(jiān)測裝置，其特征在于:所述切削溫度監(jiān)測裝置包括熱電偶固定支架組件和鉆削溫度專用測量夾具，所述熱電偶固定支架組件吸附固定在主軸箱上，所述鉆削溫度專用測量夾具。2.熱電偶固定支架必須具有足夠的剛度要求，保證熱電偶始終與工件接觸以及熱電偶與鉆頭之間的距離，便于獲取穩(wěn)定的鉆削區(qū)域溫度。3.鉆削溫度專用夾具下方必須留有足夠的空間，便于支架和熱電偶的加持裝置的安放以及該裝置沿軸向的移動(dòng)，同時(shí)保證夾具具有足夠剛度和強(qiáng)度防止產(chǎn)生震顫，影響鉆削過程。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鉆削加工的切削溫度監(jiān)測裝置，其包括熱電偶固定支架組件和鉆削溫度測量夾具，所述熱電偶固定支架組件吸附于主軸箱上，所述鉆削溫度測量夾具安裝在工作臺(tái)上，該夾具為熱電偶沿軸向的移動(dòng)留有充足的空間。本發(fā)明可通過一次裝夾試件的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件鉆孔過程切削溫度的連續(xù)監(jiān)測。
【IPC分類】B23Q17/00
【公開號(hào)】CN104889820
【申請?zhí)枴緾N201510320231
【發(fā)明人】郭培全, 王輝, 喬陽, 張浩波, 牛金濤
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月12日