[发明专利]适于含能材料切削加工的测温刀具

权利要求书

1.适于含能材料切削加工的测温刀具，包括标准刀片(1)，金刚石刀头(2)，测温仪(3)和直流电源(4)，其特征在于：所述标准刀片(1)的刀尖部位安装有金刚石刀头(2)，所述金刚石刀头(2)上设有热电阻及热电偶，所述测温仪(3)和直流电源(4)分别与热电阻及热电偶逻辑连接。

2.如权利要求1所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述金刚石刀头(2)由单晶金刚石刃磨而成，刃口锋锐度小于50nm，刀尖圆弧半径大于200μm。

3.如权利要求1-2任一项所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述金刚石刀头(2)的切削刃口刀尖处粘接设有热电阻(21)，所述热电阻(21)的一端引脚通过导线连接至测温仪(3)和直流电源(4)的共用接地端C节点，其另一端引脚通过导线与开关节点D可靠连接；所述金刚石刀头(2)前刀面上开设有微槽，微槽内部通过密封胶(22)对称封装有热电偶I(23)；所述金刚石刀头(2)的前刀面、后刀面上适合测量的位置粘贴设有热电偶II(24)、热电偶III(25)；不同安装形态热电偶通过导线实现与测温仪正负极的逻辑连接。

4.如权利要求3所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述热电阻(21)可无损拆除和重复使用，可互换误差为±0.2℃，工作范围为-80℃至150℃，其连接方式为二线制或多线制。

5.如权利要求3所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述测温仪(3)具有至少8个高速通道，能够同时满足热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)和热电阻(21)的采样测试要求；所述直流电源(4)可与测温仪(3)集成测试，其稳定输出电流值能够无极可调，且不小于300mA。

6.如权利要求3所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述金刚石刀头(2)前刀面开设热电偶I(23)封装用微槽采用超快激光加工方法制备，槽深300μm、槽宽400μm，所述密封胶(22)为OMEGABOND粘接剂。

7.如权利要求3所述的适于含能材料切削加工的测温刀具，其特征在于，所述热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)具有毫秒级响应时间且热惰性极低，最高测量温度大于300℃，测量误差小于±0.5℃，其箔片厚约0.013mm，导线直径小于0.25mm。

8.如权利要求1-7任一项所述的适于含能材料切削加工的精确测温刀具的标定方法，其特征在于，标定步骤如下：(a)按照设计要求完成测温刀具制作和测试电路连接，且各测温器件均已精确标定；(b)在测试条件下，启动测温仪(3)和直流电源(4)，热机平稳后，先将单刀开关节点A和D闭合，连通直流电源(4)，实现热电阻(21)瞬间加热升温，且确保各测温器件均有效工作；(c)一段时间后(数秒)，迅速将单刀开关节点B与D闭合，断开直流电源同时连通测温仪(3)，实现热电阻(21)和热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)的精确瞬态测温；(d)采用测温仪连续、同步记录热电阻(21)和热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)的实时测温数据；(e)多次重复前述步骤，完成测温刀具的不同刃口温度标定，并关联热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)的测试数据，断开系统电路。

9.如权利要求1-7任一项所述的适于含能材料切削加工的精确测温刀具的测试方法，其特征在于，所述精确测温刀具测试步骤如下：(a)无损拆除金刚石刀头(2)刀尖处的热电阻(21)，完成已标定测温刀具刃口清理和电路检查；(b)根据实际加工工况，将金刚石刀头(2)上热电偶I(23)、热电偶II(24)、热电偶III(25)与测温仪(3)可靠连接，并将标准刀片(1)安装置切削机床之上；(c)按照实验要求，开启测温仪(3)，进行精确实时的切削温度监测和记录。