CN102091805A - 一种钻削平均切削温度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：底座上的厚壁立筒内部设有直管，直管内设有弹簧和挡块，厚壁立筒上部设有限位板，厚壁立筒顶部设有上盖，顶杆通过上盖的通孔插入直管内，在顶杆的上端设有通过弹簧挡圈固定的塑料片，在塑料片中间设有阶梯铜电极，阶梯铜电极的上方为可旋转向下运动的钻头，在钻头上设有旋转铜电极；具有结构简单，操作简便，成果率高的优点，克服了现有技术的缺陷，适于推广应用。

Description

一种钻削平均切削温度测量装置
技术领域：
本发明主要涉及一种温度测量装置，特别适用于钻削平均切削温度测量装置。
背景技术：  
金属切削过程是切削层金属在刀具作用下，发生弹性和塑性变形，脱离工件基体，形成切屑，沿前刀面流出的过程。在切削过程中，切削层金属的弹性和塑性变形、切屑与前刀面的摩擦及后刀面与工件的摩擦，将产生大量切削热，使切削区温度上升，直接影响切削过程。切削温度一般指刀屑接触区的平均温度。在常规加工中，切削普通材料时，平均切削温度在几百度左右，切削难加工材料时，平均切削温度可能超过一千度。
为了测量金属切削温度，可以采用自然热电偶、人工热电偶、半人工热电偶等方法。根据车、铣、刨、磨、钻等不同的切削形式，切削温度的测量方法也不同。在车削中，根据机床、工件、刀具的特点，可采用自然热电偶、人工热电偶等方法测量切削温度。而在钻削中，钻头安装在夹头上，夹头再安装在钻床主轴上，钻床主轴为实心轴，无法像车床主轴那样从尾部接出导线，所以钻削中的切削温度通常采用半人工热电偶法测量，测量结果是点温度。
钻削中的点温度测量，虽然也能体现钻削中切削热和切削温度的变化，但测量结果受导线设置的位置影响很大，并且实验过程复杂，操作不便，成功率不高。
采用由钻头和工件组成的自然热电偶，测量钻头与工件之间的热电势，然后通过标定曲线得到钻削温度值，是钻削的平均切削温度，可体现钻削中切削热和切削温度的总体变化趋势。
发明内容：
1、发明目的：
本发明提供一种钻削平均切削温度测量装置，其目的是能够方便快捷的测量钻削平均温度值。
2、技术方案：
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：底座上设有厚壁立筒，在厚壁立筒内部设有直管，直管通过其头部的螺纹紧固在底座上，直管内设有弹簧和挡块，底座上的螺纹孔中设有紧定螺钉，厚壁立筒上部设有限位板，厚壁立筒顶部设有上盖，在上盖设有通孔、T型槽和容屑腔，顶杆通过上盖的通孔插入直管内，在顶杆的上端设有通过弹簧挡圈固定的塑料片，在塑料片中间设有阶梯铜电极，阶梯铜电极的上方为可旋转向下运动的钻头，在钻头上设有旋转铜电极，上盖上方为工件与垫块，工件下边放置垫块。
所述旋转铜电极下部设有凸点与阶梯铜电极接触。
所述垫块不遮挡上盖中央的容屑腔，T型螺栓通过上盖的T型槽将工件和垫块紧固。
在所述钻头接触工件时，用于测量热电势信号的测量导线从阶梯铜电极和工件分别引出。
所述直管长度为150mm-200mm，顶杆长度为120mm-160mm，塑料片的行程为100mm-140mm。
所述工件的厚度为5mm-15mm，垫块的厚度为10mm-20mm。
所述挡块的厚度为10mm-15mm。
3、优点及效果：
通过本发明技术方案的实施，能够测量钻削的平均切削温度，具有实用性高、操作简便、成果率高的优点。
附图说明：
图1为本发明主要结构示意图；
图2为塑料片的俯视图；
图3为上盖和底座的俯视图。
附图标记说明：
图1中，标注1-底座；2-厚壁立筒；3-直管；4-弹簧；5-限位板；6-顶杆；7-塑料片；8-弹簧挡圈；9-阶梯铜电极；10-旋转铜电极；11-钻头；12-T型螺栓；13-工件；14-垫块；15-上盖；16-挡块；17-紧定螺钉。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明加做进一步的说明：
一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：如图1中所示，底座1上设有厚壁立筒2，在厚壁立筒2内部设有直管3，直管3通过其头部的螺纹紧固在底座1上，直管3内设有弹簧4和挡块16，底座1上的螺纹孔中设有紧定螺钉17，厚壁立筒2上部设有限位板5，厚壁立筒2顶部设有上盖15，在上盖15设有通孔、T型槽和容屑腔，顶杆6通过上盖15的通孔插入直管3内，在顶杆6的上端设有通过弹簧挡圈8固定的塑料片7，在塑料片7中间设有阶梯铜电极9，阶梯铜电极9的上方为可旋转向下运动的钻头11，在钻头11上设有旋转铜电极10，上盖15上方为工件13与垫块14，工件13下边放置垫块14。
所述旋转铜电极10下部设有凸点与阶梯铜电极9接触。
所述垫块14不遮挡上盖15中央的容屑腔，T型螺栓12通过上盖15的T型槽将工件13和垫块14紧固。
本发明使用时，钻头11可以旋转向下运动，旋转铜电极10先与阶梯铜电极9接触，而后推动塑料片7向下继续运动，此时顶杆6通过垫块14压在弹簧4上，使弹簧4压缩，当钻头11接触工件13，测量导线从阶梯铜电极9和工件13分别引出，接在函数记录仪上，用于测量热电势信号，单位为毫伏。
所述直管长度可以为150mm-200mm，顶杆长度可以为120mm-160mm，塑料片的行程可以为100mm-140mm。
所述工件的厚度可以为5mm-15mm，垫块的厚度可以为10mm-20mm。
所述挡块的厚度可以为10mm-15mm。
实施例1：
将本发明提出的钻削平均切削温度测量装置固定在钻床工作台上，采用直径10mm的高速钢钻头，45钢工件，厚度10mm，在Z3025钻床上进行实验，选择主轴转速为50r/min，进给量为0.05mm/r，可测得钻削时，钻头与工件之间的热电势约为3.5mV，平均切削温度约为170℃。
实施例2：将本发明提出钻削平均切削温度测量装置固定在钻床工作台上，采用直径10mm的高速钢钻头，1Cr18Ni9Ti不锈钢工件，厚度10mm，在Z3025钻床上进行实验，选择主轴转速为50r/min，进给量为0.05mm/r，可测得钻削时，钻头与工件之间的热电势约为4.5mV，平均切削温度约为240℃。
本发明这种钻削平均切削温度测量装置，具有结构简单、成果率高、操作简便等优点，适于推广应用。

Claims (4)

1.一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：底座（1）上设有厚壁立筒（2），在厚壁立筒（2）内部设有直管（3），直管（3）通过其头部的螺纹紧固在底座（1）上，直管（3）内设有弹簧（4）和挡块（16），底座（1）上的螺纹孔中设有紧定螺钉（17），厚壁立筒（2）上部设有限位板（5），厚壁立筒（2）顶部设有上盖（15），在上盖（15）设有通孔、T型槽和容屑腔，顶杆（6）通过上盖（15）的通孔插入直管（3）内，在顶杆（6）的上端设有通过弹簧挡圈（8）固定的塑料片（7），在塑料片（7）中间设有阶梯铜电极（9），阶梯铜电极（9）的上方为可旋转向下运动的钻头（11），在钻头（11）上设有旋转铜电极（10），上盖（15）上方为工件（13）与垫块（14），工件（13）下边放置垫块（14）。
2.根据权利要求1所述的一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：所述旋转铜电极（10）下部设有凸点与阶梯铜电极（9）接触。
3.根据权利要求1所述的一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：所述垫块（14）不遮挡上盖（15）中央的容屑腔，T型螺栓（12）通过上盖（15）的T型槽将工件（13）和垫块（14）紧固。
4.根据权利要求1所述的一种钻削平均切削温度测量装置，其特征在于：在所述钻头（11）接触工件（13）时，用于测量热电势信号的测量导线从阶梯铜电极（9）和工件（13）分别引出。
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