CN101694406A - 木工刀具切削温度测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种木工刀具切削温度测试装置，解决的是装配式木工刀具切削木基复合材料时，刀片(1)前刀面靠近切削刃口附近温度、刀片(1)与刀体(2)接触面温度难以准确、瞬时测定的问题。本发明由刀片(1)、刀体(2)、前刀面上热电偶(3、4、5)及刀片(1)与刀体(2)接触面上热电偶(6、7、8)构成，刀片(1)前刀面上粘贴有热电偶(3、4、5)；刀片(1)与刀体(2)之间粘贴有热电偶(6、7、8)，刀片(1)与刀体(2)通过螺钉连接。本发明结构简单，使用方便，能够在木工刀具切削木基复合材料过程中，准确测出刀片(1)切削刃的温度和刀片(1)与刀体(2)接触面上的温度。

Description

木工刀具切削温度测试装置
技术领域
本发明涉及木工刀具温度的测定，特别是木工刀具在切削过程中刀片切削刃温度及刀片与刀体接触面上的温度。
技术背景
木工刀具切削木基复合材料过程所消耗的能量中，除消耗于木基复合材料加工表面和切屑中的应变能量外，大部分都转化为热。把由切削转化成的热称为切削热。切削热会加热刀具、切屑和加工表面，因而使它们的温度上升。我们知道木基复合材料为热的不良导体，而切削产生的大量热量都传递给了刀具本身，因此木工刀具的温度就显得非常的高。
木工刀具温度升高引起的直接结果有两个，一方面是刀片切削刃口温度上升会加速刀具的磨损；另一个方面是刀体不均匀的温度分布，会使刀具丧失其原有的稳定性。前者是由于刀具材料在高温时硬度降低，或发生热劣化；后者与刀体自身的热膨胀和热应力有关。这些都会造成工件加工质量的下降，造成生产效率低下。
随着工业化生产技术不断提高，装配式木工刀具的应用在持续扩大。装配式木工刀具的刀片与刀体是通过机械装夹的方式装配在一起，它们并不采用相同金属材料，所具有的热硬性也不一致。在装配式木工刀具切削过程中，产生的切削热，大部分传递给刀具，使其温度升高，这就造成刀具磨损、刀具失稳及切削表面质量降低。因此，解决测试木工刀具切削过程中刀片切削刃温度和刀体温度的技术问题，是研究木工刀具切削温度对切削质量影响的基础。
目前，不存在能实现本发明所述所有特征的装置，在这种装置中，通过热电偶测定木工刀具切削木基复合材料过程中，瞬时的刀片切削刃温度及刀片与刀体接触面温度，来判断木工刀具温度变化规律，极大的简化了木工刀具温度测试方式，这使得本发明有别于先有技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是装配式木工刀具切削木基复合材料时，刀片(1)前刀面靠近切削刃口附近温度、刀片(1)与刀体(2)接触面温度难以准确、瞬时测定的问题。
本发明的技术解决方案是：木工刀具切削温度测试装置，包括由刀片(1)、刀体(2)、前刀面上热电偶(3、4、5)及刀片(1)与刀体(2)接触面上热电偶(6、7、8)构成，其特征在于：刀片(1)前刀面上粘贴有热电偶(3、4、5)；刀片(1)与刀体(2)之间粘贴有热电偶(6、7、8)，刀片(1)与刀体(2)通过螺钉连接。
作为改进，前刀面上的热电偶(3、4、5)在刀片的中心区域，热电偶排列成一直线，它与切削刃相垂直，并且它们从距离切削刃口1.0-2.0mm处开始间隔约为1.0mm排列。这种技术方案，可以准确测定出刀片上的温度梯度，有效判断刀片达到常态温度的变化情况。
作为改进，在刀体(2)上钻有三个直径为0.5-1mm的孔，它可以使热电偶从刀体(2)背面穿入，并且使热电偶(6、7、8)可以与刀片(1)的背面相接触。这种技术方案，可以方便测定出刀片与刀体接触面上的温度。
作为进一步改进，所述的刀体(2)上钻有的三个孔内充满了导热剂，每个孔内放置一热电偶并保证它粘贴牢固。
作为进一步改进，所述的刀体(2)上钻有的三个孔，在刀体的中心区域，排列成一直线，它与切削刃相垂直，并且它们从距离刀具刃口4.0mm处开始间隔约为4mm排列。这种技术方案，可以方便测定出刀片与刀体接触面上的温度梯度，有效判断刀片达到常态温度的变化情况
本发明的技术效果是：结构简单，使用方便，能够在木工刀具切削木基复合材料过程中，准确测出刀片(1)切削刃的温度和刀片(1)与刀体(2)接触面上的温度。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的结构示意图；
图2为装配式木工刀具切削木基复合材料工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，它是由刀片(1)、刀体(2)、前刀面上热电偶(3、4、5)及刀片(1)与刀体(2)接触面上热电偶(6、7、8)构成，刀片(1)前刀面上粘贴有热电偶(3、4、5)；刀片(1)与刀体(2)之间粘贴有热电偶(6、7、8)，刀片(1)与刀体(2)通过螺钉连接。
前刀面上的热电偶(3、4、5)在刀片的中线上，热电偶排列成一直线，它与切削刃相垂直，并且它们从距离切削刃口2.0mm处开始间隔约为1.0mm排列。
在刀体(2)上钻有三个直径为0.5mm的孔，热电偶从刀体(2)背面穿入，并且使热电偶(6、7、8)与刀片(1)的背面相接触。刀体(2)上钻有的三个孔内充满了导热剂，每个孔内放置一热电偶并保证它粘贴牢固。三个孔，在刀体的中心区域，排列成一直线，它也与切削刃相垂直，并且它们从距离刀具刃口4.0mm处开始间隔约为4mm排列。
如图2所示，为装配式木工刀具切削木基复合材料工作示意图。把木基复合材料做成圆柱体，安装在车床主轴上，而装配式木工刀具装夹在进给装置上，主轴做回转运动，木工刀具垂直于主轴方向做匀速直线进给运动。在木工刀具切削木基复合材料的过程中，木工刀具上的热量传递给热电偶(3、4、5、6、7、8)，同时获取瞬时的木工刀具上的温度值。这样可以准确测定出刀片上的温度梯度，有效判断刀片达到常态温度的变化情况，可以方便测定出刀片与刀体接触面上的温度，可以方便测定出刀片与刀体接触面上的温度梯度，有效判断刀片达到常态温度的变化情况。此外，圆柱体的木基复合材料直径、主轴转速及进给速度可以无极变速，进而可以测定不同的切削厚度、切削速度等切削参数下的木工刀具切削温度。
本发明提供了一种木工刀具切削温度测试装置，在不同切削参数下，测定木工刀具切削木基复合材料过程中的刀片切削刃温度及刀片与刀体接触面温度。

Claims (5)

1.木工刀具切削温度测试装置，包括由刀片(1)、刀体(2)、前刀面上热电偶(3、4、5)及刀片(1)与刀体(2)接触面上热电偶(6、7、8)构成，其特征在于：刀片(1)前刀面上粘贴有热电偶(3、4、5)；刀片(1)与刀体(2)之间粘贴有热电偶(6、7、8)，刀片(1)与刀体(2)通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的木工刀具切削温度测试装置，其特征在于，前刀面上的热电偶(3、4、5)在刀片的中心区域，热电偶排列成一直线，它与切削刃相垂直，并且它们从距离切削刃口1.0-2.0mm处开始间隔约为1.0mm排列。
3.根据权利要求1所述的木工刀具切削温度测试装置，其特征在于，在刀体(2)上钻有三个直径为0.5-1mm的孔，它可以使热电偶从刀体(2)背面穿入，并且使热电偶(6、7、8)可以与刀片(1)的背面相接触。
4.根据权利要求1及3所述的木工刀具切削温度测试装置，其特征在于，所述的刀体(2)上钻有的三个孔内充满了导热剂，每个孔内放置一热电偶并保证它粘贴牢固。
5.根据权利要求1及3所述的木工刀具切削温度测试装置，其特征在于，所述的刀体(2)上钻有的三个孔，在刀体的中心区域，排列成一直线，它与切削刃相垂直，并且它们从距离刀具刃口4.0mm处开始间隔约为4mm排列。
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