CN102243116B - Pcd刀片热电特性快速检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

PCD刀片热电特性快速检测方法及检测装置，涉及一种PCD刀片热电特性的快速标定方法及装置。本发明首先利用夹具将厚度为0.5mm的PCD刀片固定；利用两对直径为1mm的端部经过磨尖的镍铬-镍硅丝以一定的压力从两面对准顶紧在厚度为0.5mm的PCD刀片的两端；利用两对标准热电偶分别测量热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势；利用上述热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势得到测量曲线，经过叠加后得到标定PCD刀片的热电特性。本发明实现了结构简单，操作简单，方便快捷，利用低压大电流点接触加热的目的。

Description

PCD刀片热电特性快速检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及一种PCD刀片热电特性的快速标定方法及装置。

背景技术

在利用PCD刀片车削试验中，常用自然热电偶法来测量切削温度，而PCD刀片并非标准热电偶，所以使用前必须对其热电特性进行标定。传统的标定方法是将刀具材料制备成棒状组成热电偶，将热端置入定温环境(控温炉)等加热，通过测量不同加热温度下的热电偶产生的热电势时间标定的目的，这种标定方法准备待标定热电偶比较麻烦，PCD材料不易制成所需形状，且通过调节控温炉来改变标定温度缓慢，因此标定周期长，效率低，可采集的温度点少。此外，对于PCD材料而言，无法制备成棒状热电偶，其冷端引出比较困难，因此不适合采用传统标定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有结构简单，操作简单，方便快捷，利用低压大电流点接触加热PCD刀片热点特性快速检测的方法及检测装置。

一种PCD刀片热电特性快速检测方法，包括如下步骤：

第一步：首先利用夹具将厚度为0.5mm的PCD刀片固定；

第二步：利用两对直径为1mm的端部经过磨尖的镍铬-镍硅丝以一定的压力从两面对准顶紧在厚度为0.5mm的PCD刀片的两端；

第三步：利用两对标准热电偶分别测量热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势；

第四步：利用第三步的热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势得到测量曲线，经过叠加后得到标定PCD刀片的热电特性。

实现本发明的PCD片热电特性快速检测方法的检测装置，包括左右对称的第一石墨加热电极、第二石墨加热电极、夹持在第一石墨加热电极、第二石墨加热电极之间的PCD刀片，位于第一石墨加热电极、第二石墨加热电极结合部设置标定装置，标定装置上分别设置用于测量试件热端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶与用于测量试件冷端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶，PCD刀片通过压紧固定螺母与标定装置连接。

本发明的PCD刀片的厚度为0.5mm，PCD刀片上设有防止热传递的线切割槽。

本发明的标定装置呈方拱形，两侧对称装有标准热电偶弹簧夹紧装置。

本发明的压紧固定螺包括压紧螺母和刀片固定杆件，刀片固定杆件置于标定装置上方的通孔中，然后由压紧螺母固定。

本发明的第一石墨加热电极、第二石墨加热电极水平放置，第一石墨加热电极、第二石墨加热电极固定于支撑套中，支撑套由螺栓固定在标定装置上，两端接入低电压大电流对热端进行加热。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：本发明将厚度为0.5mm的PCD刀片固定，然后将两对直径1mm的端部经过磨尖的镍铬——镍硅丝以一定的压力从两面对准顶紧在刀片的两端。由于PCD刀片厚度极薄，可以认为这三种材料理想的交汇在一点。因为冷端有温升，除试件热端配置单接点时的一对热电偶外，还在冷端点增加一对标准热电偶NiCr-NiAl丝。在标定加热过程中，利用两对标准热电偶的4个输出端，同时检测热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势，经过叠加后得到标定PCD刀片的热电特性。在结构上加热用石墨电极与试件的接触面贴合良好，具有结构简单，操作简单，方便快捷的效果。

附图说明

图1是本发明测量曲线示意图。

图2是本发明PCD刀片快速标定示意图。

图3是本发明检测装置的结构示意图。

图4是图3的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1、图2所示，将厚度为0.5mm的PCD刀片固定，然后将两对直径1mm的端部经过磨尖的镍铬——镍硅丝以一定的压力从两面对准顶紧在刀片的两端。由于PCD刀片厚度极薄，可以认为这三种材料理想的交汇在一点。因为冷端有温升，除试件热端T点配置单接点时的一对热电偶外，还需在冷端T_n点增加一对标准热电偶NiCr-NiAl丝。在标定加热过程中，利用两对标准热电偶的4个输出端，同时检测下列3个热电势值：

E_AB(T，T₀)——热接点1处的标准热电偶AB(NiCr-NiSi)的热电势，称为热端电势；

E_AB(T_n，T₀)——冷接点2处的标准热电偶AB(NiCr-NiSi)的热电势，称为冷端电势；

E_AC(T，T_n)——热、冷两接点处的两对标准热电偶的同名热电偶丝(NiCr-NiSi)间的热电势，即待标热电偶在热端温度为T、冷端温度为T_n时的热电势。因为E_AC(T，T_n)并不是所要标定刀片材料的E_AC(T，T₀)，所以E_AC(T，T₀)可按下列方法求得：

E_AC(T，T₀)＝E_AC(T，T_n)+E_AC(T_n，T₀)

由于热传导的惯性，冷接点温升有一定滞后，故当热端温度T低于某一温度时，则有E_AC(T，T₀)＝E_AC(T，T_n)。热端温度为T_a时，E_AC(T_a，T₀)可按下列方法确定：先在图1中曲线E_AB(T_n，T₀)上查出T_a对应的冷端温度T_na，再在曲线E_AC(T，T_n)中的前半段上查出对应于热端温度T_a的热电势值E_AC(T_na，T₀)，然后叠加到对应热端温度T_a的热电势值E_AC(T_a，T₀)上，便可得标定刀片材料所要求的E_AC(T_a，T₀)。

图1、他2中的曲线E_AC(T，T₀)即为最终确定的标定结果，在图1中已举例示出当热端温度T＝T_a时的E_AC(T_a，T₀)的确定方法，余可类推。由此就可以得到镍铬——PCD的热电特性曲线。为了提供尽可能高的升温速度，本装置采用的是一种低压大电流点接触加热的方案。

如图3、图4本发明的PCD片热电特性快速检测装置，包括左右对称的第一石墨加热电极1、第二石墨加热电极2、夹持在第一石墨加热电极1、第二石墨加热电极2之间的PCD刀片9，位于第一石墨加热电极1、第二石墨加热电极2结合部设置标定装置3，标定装置3上分别设置用于测量试件热端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶4、5与用于测量试件冷端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶6、7，PCD刀片9通过压紧固定螺母8与标定装置3连接。

本发明的PCD刀片的厚度为0.5mm，PCD刀片上设有防止热传递的线切割槽。

本发明的标定装置3呈方拱形，两侧对称装有标准热电偶弹簧夹紧装置。

本发明的压紧固定螺母8包括压紧螺母和刀片固定杆件，刀片固定杆件置于标定装置3上方的通孔中，然后由压紧螺母固定。

本发明的第一石墨加热电极1、第二石墨加热电极2水平放置，第一石墨加热电极1、第二石墨加热电极2固定于支撑套中，支撑套由螺栓固定在标定装置3上，两端接入低电压大电流对热端进行加热。

Claims (6)

1.一种PCD刀片热电特性快速检测方法，其特征在于包括如下步骤： 

第一步：首先利用夹具将厚度为0.5mm的PCD刀片固定； 

第二步：利用两对直径为1mm的端部经过磨尖的镍铬-镍硅丝以一定的压力从两面对准顶紧在厚度为0.5mm的PCD刀片的两端； 

第三步：利用两对镍铬-镍硅丝分别测量热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势； 

第四步：利用第三步的热端电势、冷端电势、热冷两接点处的热电势得到测量曲线，经过叠加后得到标定PCD刀片的热电特性。 

2.一种实现权利要求1所述的PCD刀片热电特性快速检测方法的检测装置，包括左右对称的第一石墨加热电极(1)、第二石墨加热电极(2)、夹持在第一石墨加热电极(1)、第二石墨加热电极(2)之间的PCD刀片(9)，位于第一石墨加热电极(1)、第二石墨加热电极(2)结合部设置标定装置(3)，标定装置(3)上分别设置用于测量试件热端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶(4)、(5)与用于测量试件冷端温度的镍铬-镍硅丝标准热电偶(6)、(7)，PCD刀片(9)通过压紧固定螺母(8)与标定装置(3)连接。 

3.根据权利要求2所述的PCD刀片热电特性快速检测装置，其特征在于上述PCD刀片的厚度为0.5mm，PCD刀片上设有防止热传递的线切割槽。 

4.根据权利要求2所述的PCD刀片热电特性快速检测装置，其特征在于上述标定装置(3)呈方拱形，两侧对称装有标准热电偶弹簧夹紧装置。 

5.根据权利要求2所述的PCD刀片热电特性快速检测装置，其特征在于上述压紧固定螺母(8)包括压紧螺母和刀片固定杆件，刀片固定杆件置于标定装置(3)上方的通孔中，然后由压紧螺母固定。 

6.根据权利要求2所述的PCD刀片热电特性快速检测装置，其特征在于上述第一石墨加热电极(1)、第二石墨加热电极(2)水平放置，第一石墨加热电极(1)、第二石墨加热电极(2)固定于支撑套中，支撑套由螺栓固定在标定装置(3)上，两端接入低电压大电流对热端进行加热。 

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