【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切削加工的，具体地，涉及采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法及系统。
技术介绍
1、铣削和磨削是去除材料的有效加工方式，在切削加工领域占据重要地位，在加工过程中，工件固定在机床的位移平台上，铣刀或者砂轮作为刀具，高速旋转切削工件材料，工件表面的温度可达数百摄氏度。温度是影响工件表面加工质量的重要因素，温度过高将会引起工件表面烧伤，降低工件的强度。测量加工表面的温度对于评估加工质量、提高工件性能具有重要意义。
2、在铣削或者磨削过程中，一般采用红外热像仪或者接触式热电偶测量温度。红外热像仪可以测量区域温度，测温面积大，但易受切削液的遮挡，导致温度测量不准确。热电偶由两种不同的金属构成，在测温结点处金属丝相连接，在不同温度下热电偶会形成不同的电势差，测量热电偶两极之间的电势差，从而可以得到温度数值。为了达到切削测温效果，一般用2块工件夹持热电偶金属丝，热电偶丝凸出工件，在砂轮或者铣刀的作用下，凸出工件的金属丝被切除，工件发生塑性变形并与金属丝粘接在一起，形成测温结点。除了测温结点外，热电偶金属丝之间需要进行绝缘处理，一般通过云母片将热电偶两极金属丝与工件进行彼此绝缘。这种热电偶夹持方式可以测量切削工件表面的温度值，但是测温结点由金属丝塑性变形形成，较不稳定，而且切削液容易渗入热电偶金属丝与工件之间的缝隙中，破坏热电偶测量回路的绝缘性能，导致测温失败。因此为了提高切削温度测试效果，需要研究出具有高稳定、高精度的切削工件表面测温方法。
3、因此，需要提出一种新的技术方案。
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法及系统。
2、根据本专利技术提供的一种采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，所述方法包括如下步骤：
3、步骤s1：选用金属薄片热电偶，将热电偶的第一金属薄片和第二金属薄片的四个侧面进行抛光处理；
4、步骤s2：在第一金属薄片和第二金属薄片的四个侧面上通过薄膜沉积方式镀一层绝缘薄膜；
5、步骤s3：镀膜后的第一金属薄片、第二金属薄片分别作为热电偶的正极和负极，分别通过导线与热电偶测温采集卡进行连接；
6、步骤s4：将工件切割成第一工件和第二工件，镀膜后的第一金属薄片与第二金属薄片平行贴合，第一工件和第二工件夹紧热电偶的第一金属薄片与第二金属薄片，金属薄片垂直于工件加工方向并凸出工件加工表面，绝缘薄膜将第一金属薄片、第二金属薄片与工件进行绝缘；
7、步骤s5：加工工件时，切削刀具将工件上表面凸出的热电偶金属薄片连同工件材料切除，在切削刀具作用下，工件材料与金属薄片发生塑性变形，第一金属薄片与第二金属薄片粘接在一起，形成测温结点，热电偶测温采集卡测量金属结点之间的电势差，得到工件加工区域温度值。
8、优选地，所述步骤s1中的第一金属薄片和第二金属薄片的材料符合iec国际标准，分度号及材料为s型铂铑-纯铂、r型铂铑-纯铂、b型铂铑-铂铑、k型镍铬-镍硅、t型纯铜-铜镍、j型铁-铜镍、n型镍铬硅-镍硅、e型镍铬-铜镍；
9、所述第一金属薄片和第二金属薄片的厚度为10μm–200μm，宽度为1mm-5mm。
10、优选地，所述步骤s2中的薄膜沉积方式为化学气相沉积或者物理气相沉积；
11、所述绝缘薄膜为具有绝缘性质的陶瓷氧化物或者金属氧化物。
12、优选地，所述步骤s2中的绝缘薄膜的材质为二氧化硅、氧化铝或二氧化钛；
13、所述绝缘薄膜的厚度为0.1μm–1.5μm。
14、优选地，所述步骤s4中的第一工件与第二工件贴合后存在一个从工件加工表面贯穿到工件底面的长方体区域，用于放置薄片热电偶，工件表面矩形贯穿区域的长度不低于金属薄片宽度，矩形贯穿区域的宽度不大于经过镀膜的第一金属薄片和第二金属薄片贴合后的厚度。
15、本专利技术还提供一种采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试系统，所述系统包括如下模块：
16、模块m1：选用金属薄片热电偶，将热电偶的第一金属薄片和第二金属薄片的四个侧面进行抛光处理；
17、模块m2：在第一金属薄片和第二金属薄片的四个侧面上通过薄膜沉积方式镀一层绝缘薄膜；
18、模块m3：镀膜后的第一金属薄片、第二金属薄片分别作为热电偶的正极和负极，分别通过导线与热电偶测温采集卡进行连接；
19、模块m4：将工件切割成第一工件和第二工件，镀膜后的第一金属薄片与第二金属薄片平行贴合，第一工件和第二工件夹紧热电偶的第一金属薄片与第二金属薄片，金属薄片垂直于工件加工方向并凸出工件加工表面，绝缘薄膜将第一金属薄片、第二金属薄片与工件进行绝缘；
20、模块m5：加工工件时，切削刀具将工件上表面凸出的热电偶金属薄片连同工件材料切除，在切削刀具作用下，工件材料与金属薄片发生塑性变形，第一金属薄片与第二金属薄片粘接在一起，形成测温结点，热电偶测温采集卡测量金属结点之间的电势差，得到工件加工区域温度值。
21、优选地，所述模块m1中的第一金属薄片和第二金属薄片的材料符合iec国际标准，分度号及材料为s型铂铑-纯铂、r型铂铑-纯铂、b型铂铑-铂铑、k型镍铬-镍硅、t型纯铜-铜镍、j型铁-铜镍、n型镍铬硅-镍硅、e型镍铬-铜镍；
22、所述第一金属薄片和第二金属薄片的厚度为10μm–200μm，宽度为1mm-5mm。
23、优选地，所述模块m2中的薄膜沉积方式为化学气相沉积或者物理气相沉积；
24、所述绝缘薄膜为具有绝缘性质的陶瓷氧化物或者金属氧化物。
25、优选地，所述模块m2中的绝缘薄膜的材质为二氧化硅、氧化铝或二氧化钛；
26、所述绝缘薄膜的厚度为0.1μm–1.5μm。
27、优选地，所述模块m4中的第一工件与第二工件贴合后存在一个从工件加工表面贯穿到工件底面的长方体区域，用于放置薄片热电偶，工件表面矩形贯穿区域的长度不低于金属薄片宽度，矩形贯穿区域的宽度不大于经过镀膜的第一金属薄片和第二金属薄片贴合后的厚度。
28、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
29、1、本专利技术在金属薄片四周沉积绝缘薄膜，提高了热电偶金属极与工件之间绝缘的可靠性；
30、2、本专利技术的金属薄片具有较大的宽度、绝缘薄膜的厚度仅为亚微米至数微米，有利于两个金属薄片在塑性变形作用下粘接在一起形成测温结点，提高了磨削测温稳定性；
31、3、本专利技术的金属薄片厚度较小，仅为数十至数百微米，提高了测温反应的灵敏度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤S1中的第一金属薄片和第二金属薄片的材料符合IEC国际标准，分度号及材料为S型铂铑-纯铂、R型铂铑-纯铂、B型铂铑-铂铑、K型镍铬-镍硅、T型纯铜-铜镍、J型铁-铜镍、N型镍铬硅-镍硅、E型镍铬-铜镍；
3.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中的薄膜沉积方式为化学气相沉积或者物理气相沉积；
4.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤S2中的绝缘薄膜的材质为二氧化硅、氧化铝或二氧化钛；
5.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤S4中的第一工件与第二工件贴合后存在一个从工件加工表面贯穿到工件底面的长方体区域，用于放置薄片热电偶，工件表面矩形贯穿区域的长度不低于金属薄片宽度，矩形贯穿区域的宽度不大于经过镀膜的第一金属薄片和第二金属薄片贴合后的厚度。<...
【技术特征摘要】
1.一种采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤s1中的第一金属薄片和第二金属薄片的材料符合iec国际标准，分度号及材料为s型铂铑-纯铂、r型铂铑-纯铂、b型铂铑-铂铑、k型镍铬-镍硅、t型纯铜-铜镍、j型铁-铜镍、n型镍铬硅-镍硅、e型镍铬-铜镍；
3.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤s2中的薄膜沉积方式为化学气相沉积或者物理气相沉积；
4.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤s2中的绝缘薄膜的材质为二氧化硅、氧化铝或二氧化钛；
5.根据权利要求1所述的采用薄片绝缘热电偶的切削温度测试方法，其特征在于，所述步骤s4中的第一工件与第二工件贴合后存在一个从工件加工表面贯穿到工件底面的长方体区域，用于放置薄片热电偶，工件表面矩形贯穿区域的长度不低于金属薄片宽度，矩形贯穿区域的宽度不大于经过镀膜的第一金属薄片和第二金属薄片贴合后的厚度。
...【专利技术属性】
技术研发人员：侯志保，姚振强，杜海峰，汤振荣，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。