[发明专利]一种适用于涂层刀具的新型在位自然热电偶标定方法

说明书

1、技术领域

本发明涉及一种适用于涂层刀具的新型在位自然热电偶标定方法。切削温度的研究对于提高切削加工的效率、精度、表面质量和工件寿命，降低生产成本，优化加工工艺具有重要意义，热电偶方法是目前测量切削区温度中最可靠的方法。本发明针对目前热电偶标定方法落后于切削和刀具技术发展的现状，设计了一种新的标定方法，建立刀具与工件组成的自然热电偶热电势与切削区温度之间的对应关系，解决新型刀具-工件组合成的热电偶标定的难题，从而实现对各种切削刀具切削各种金属材料的切削温度测量。 

2、背景技术

产品的功能和性能要求的不断提高对产品的制造技术不断提出更高的要求，加工效率、加工精度、加工表面质量都有了更高的要求，新型材料、难加工材料在产品中的应用不断增加，新型涂层硬质合金刀具和陶瓷或CBN等超硬刀具得到了日益广泛的应用，切削温度的测量和研究对于保证和提高产品质量、提高加工效率具有重要意义。自然热电偶法是一种常用的切削区平均温度测量方法，但是切削难加工材料通常采用涂层硬质合金、陶瓷或CBN等超硬刀具，传统的温度标定方法只是适用于非涂层刀具，而且不能直接使用可转位刀片进行标定，局限性很大。 

3、发明内容

针对难加工材料广泛使用涂层硬质合金刀具和陶瓷或CBN等超硬刀具加工的情况，本发明设计了一种新的自然热电偶标定方法。本发明具有不受刀具材料和形状的限制和易于实现的技术优势。 

本发明的技术内容主要包括： 

1、本发明涉及一种自然热电偶标定方法，该方法抛弃了传统标定方法的加热炉，直接在机床上利用焊枪对工件和刀具组成的热电偶进行加热，实时采集热电势。同时利用标准热电偶实时测出加热点处的温度，从而建立自然热电偶热电势与温度的对应关系。 

2、本发明涉及一种用于自然热电偶标定的夹具体。该夹具体直接安装在机床上，进行标定的工件材料制成薄片形工件直接安装在夹具体上，刀具安装在刀架上，在机床刀架的作用下紧紧地靠在工件薄片上，工件与刀具接触处通过夹具体上的孔被焊枪加热，用于测温的标准热电偶丝夹紧在两层薄片零件的中间，实时测量刀具与工件接触处的温度，同时刀具与工件材料在远离加热区的冷端与导线连接从而热电势被实时采集。 

4、附图说明

附图1：自然热电偶标定方法和夹具体示意图； 

图中标号：1薄片(材料1)、2薄片(材料1)、3卡爪、4绝缘层(石棉)、4夹具体、5焊枪、6绝缘层(石棉)、7标准电偶、8刀片、9刀柄、10刀架、11石棉垫片 

5、具体实施方式

(1)新型在位热电偶标定方法中零部件的加工 

根据附图1，夹具体、工件薄片零件、螺钉、石棉绝缘层、K型标准热电偶等零件都需要按照要求加工和准备好。 

(2)安装 

按照附图1，将工件薄片、石棉绝缘层、K型标准热电偶等零件等安装在夹具体上。再将夹具体夹紧在机床三爪上，刀片装刀刀杆上，再装在刀架上，调整刀架使刀片的刀尖紧紧靠在工件薄片上。 

(3)连线 

标准热电偶、刀片冷端、工件薄片冷端都通过导线与电势采集模块的相应通道连接。 

(4)测量 

使用焊枪正对夹具体上的加热孔，加热工件薄片，通过电势采集模块实时采集标准热电偶输出的温度和自然热电偶输出的电势。 

(5)数据处理 

将采集到的标准热电偶输出的温度和自然热电偶输出的电势试验点，利用最小二乘法回归得到标定曲线。