RU2287787C1 - Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material - Google Patents
Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287787C1 RU2287787C1 RU2005110736/28A RU2005110736A RU2287787C1 RU 2287787 C1 RU2287787 C1 RU 2287787C1 RU 2005110736/28 A RU2005110736/28 A RU 2005110736/28A RU 2005110736 A RU2005110736 A RU 2005110736A RU 2287787 C1 RU2287787 C1 RU 2287787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- thermocouple
- cutting
- point
- distribution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерения температур, в частности к способам определения температуры в зоне резания и характера ее распределения в обрабатываемом материале при использовании лезвийных и абразивных инструментов, а также инструментов из сверхтвердых материалов.The invention relates to the field of temperature measurement, in particular to methods for determining the temperature in the cutting zone and the nature of its distribution in the material being processed using blade and abrasive tools, as well as tools made of superhard materials.
Известен способ определения температуры шлифуемой поверхности металла в зоне резания с помощью срезаемой термопары, состоящей из детали и термоэлектрода, помещенного в шлифуемую деталь (1). Согласно этому способу закладной срезаемый термоэлектрод покрывают предварительно электроизоляционным лаком и защемляют по нормали к шлифуемой поверхности между двумя половинами исследуемого образца. Полученную таким образом срезаемую полуискусственную термопару «деталь-закладной срезаемый термоэлектрод» подключают к электронному осциллографу, по осциллограммам определяют величину выходного напряжения данной термопары и вычисляют контактную температуру по определенной зависимости.A known method for determining the temperature of the grinded surface of the metal in the cutting zone using a cut thermocouple, consisting of a part and a thermoelectrode placed in the grinded part (1). According to this method, a mortgage shear thermoelectrode is pre-coated with an electrically insulating varnish and pinched normal to the grinding surface between the two halves of the test sample. The cut-off semi-artificial thermocouple thus obtained “part-embedded cut-off thermoelectrode” is connected to an electronic oscilloscope, the magnitude of the output voltage of this thermocouple is determined from the oscillograms and the contact temperature is calculated by a certain dependence.
Недостатком указанного способа является отсутствие возможности определения температуры в зоне резания и характера ее распределения в обрабатываемом материале, когда обрабатываемый и режущий материалы - диэлектрики, поскольку известный способ применим лишь при обработке деталей из электропроводных материалов, образующих с закладным термоэлектродом полуискусственную термопару.The disadvantage of this method is the inability to determine the temperature in the cutting zone and the nature of its distribution in the processed material, when the processed and cutting materials are dielectrics, since the known method is applicable only when processing parts from electrically conductive materials that form a semi-artificial thermocouple with embedded thermoelectrode.
Известен также способ определения контактной температуры и характера ее распределения в режущих инструментах с помощью искусственной термопары (2). Согласно известному способу в процессе изнашивания инструмента периодически выполняют одновременные измерения расстояний от места перехода термоэлектродов в спай до рабочей поверхности кристалла и соответствующие этим расстояниям значения температуры с последующей аппроксимацией экспериментальных результатов функцией, впоследствии экстраполируемой до зоны резания (до места перехода термоэлектродов в спай).There is also a method of determining contact temperature and the nature of its distribution in cutting tools using an artificial thermocouple (2). According to the known method, during the tool wear periodically, simultaneous measurements are taken of the distances from the junction of the thermoelectrodes to the junction to the working surface of the crystal and the temperature values corresponding to these distances, followed by approximation of the experimental results by a function subsequently extrapolated to the cutting zone (to the junction of the thermoelectrodes).
Недостатком этого способа является невозможность его использования для определения величины температурного поля, температуры в зоне резания и характера ее распределения в обрабатываемом материале при распиловке, например, природных камней (гранита, мрамора). Реализация известного способа предполагает предварительную установку термопары в природном камне, последовательное выполнение алмазным кругом ряда проходов (резов) на различных расстояниях от термопары при одновременном измерении температуры, соответствующей определенному расстоянию от термопары до зоны резания.The disadvantage of this method is the inability to use it to determine the magnitude of the temperature field, the temperature in the cutting zone and the nature of its distribution in the processed material when sawing, for example, natural stones (granite, marble). The implementation of the known method involves the preliminary installation of a thermocouple in natural stone, the sequential execution of a series of passages (cuts) with a diamond wheel at various distances from the thermocouple while measuring the temperature corresponding to a certain distance from the thermocouple to the cutting zone.
Однако небольшое температурное поле, которое образуется вокруг зоны резания при распиловке (обработке) природного камня алмазным дисковым кругом, работающим с обильным охлаждением, ограничивает число проходов (резов), выполняемых по мере приближения к термопаре и необходимых для аппроксимации экспериментальных результатов искомой функцией (ширина сегмента дисковых пил составляет 3,0...10,0 мм; большую ширину должна иметь и полоса, которую следует отрезать от камня при очередном проходе (резе)).However, the small temperature field that is formed around the cutting zone during sawing (processing) of natural stone with a diamond disc wheel working with abundant cooling limits the number of passes (cuts) performed as we approach the thermocouple and are required to approximate the experimental results by the desired function (segment width circular saws is 3.0 ... 10.0 mm; a strip must also have a large width, which should be cut from the stone at the next pass (cut)).
Целью изобретения является одновременное определение величины температурного поля, температуры в зоне резания и характера ее распределения в обрабатываемом материале при механической обработке заготовок лезвийными и абразивными инструментами, а также инструментами из сверхтвердых материалов.The aim of the invention is the simultaneous determination of the magnitude of the temperature field, the temperature in the cutting zone and the nature of its distribution in the processed material during the machining of workpieces with blade and abrasive tools, as well as tools made of superhard materials.
Технический результат достигается за счет того, что в процессе резания инструмент непрерывно подается навстречу термопаре до соприкосновения с ней. При этом одновременно фиксируется значение температуры, которая возрастает по мере приближения зоны резания к термопаре, установленной в обрабатываемом материале. В момент соприкосновения инструмента с горячим спаем термопары характер возрастания температуры резания резко меняется. Изменение температуры резания, соответствующее времени непрерывного сближения инструмента и термопары, аппроксимируется функцией, которая характеризует распределение температуры в обрабатываемом материале. Участок осциллограммы, соответствующий возрастанию температуры резания (до точки соприкосновения инструмента с термопарой) и увеличенный на размер спая термопары, характеризует величину температурного поля. Экстраполяция аппроксимирующей функции на участке от точки соприкосновения инструмента с термопарой до места перехода термоэлектродов в спай позволяет определить значение температуры в зоне резания.The technical result is achieved due to the fact that during the cutting process the tool is continuously fed towards the thermocouple until it comes in contact with it. At the same time, the temperature value is fixed, which increases as the cutting zone approaches the thermocouple installed in the processed material. At the moment the tool contacts the hot junction of the thermocouple, the nature of the increase in the cutting temperature changes sharply. The change in cutting temperature corresponding to the time of continuous approach of the tool and the thermocouple is approximated by a function that characterizes the temperature distribution in the material being processed. The portion of the waveform corresponding to an increase in the cutting temperature (to the point of contact of the tool with the thermocouple) and increased by the size of the junction of the thermocouple characterizes the magnitude of the temperature field. Extrapolating the approximating function from the point of contact of the instrument with the thermocouple to the point of transition of the thermoelectrodes to the junction allows one to determine the temperature in the cutting zone.
На чертеже изображена характерная осциллограмма изменения температуры при распиловке природного камня алмазным отрезным кругом, поясняющая предлагаемый способ. Точка 1 соответствует началу роста температуры резания, а точка 2 - моменту соприкосновения инструмента с термопарой, которое сопровождается резким повышением температуры (участок 2-3). До точки 1 температурное поле еще не достигло места перехода термоэлектродов в спай термопары (поэтому изменений на осциллограмме нет). На участке «а» (участок дальнейшего сближения инструмента и термопары) происходит возрастание температуры от точки 1 до точки 2, которое соответствует характеру распределения температуры резания в обрабатываемом материале. Зная в ходе эксперимента скорость протягивания светочувствительной бумаги на осциллографе, а также время нарастания температуры (на участке между точками 1 и 2), можно определить длину участка «а», которая соответствует части величины температурного поля в направлении подачи инструмента (вся величина температурного поля в указанном направлении состоит из участков «а» и «b», причем участок «b» равен размеру спая термопары). Для определения значения температуры в зоне резания осциллограмму на участке «а» аппроксимируют функцией, которую затем экстраполируют от точки 2 соприкосновения инструмента с термопарой до места перехода термоэлектродов в спай (до точки 4).The drawing shows a characteristic waveform of temperature changes during sawing of natural stone with a diamond cutting wheel, explaining the proposed method. Point 1 corresponds to the beginning of an increase in the cutting temperature, and point 2 corresponds to the moment of contact of the tool with a thermocouple, which is accompanied by a sharp increase in temperature (section 2-3). To point 1, the temperature field has not yet reached the point where the thermoelectrodes transition into thermocouple junctions (therefore, there are no changes in the oscillogram). On the site "a" (the plot of the further approach of the tool and the thermocouple), the temperature rises from point 1 to point 2, which corresponds to the nature of the distribution of the cutting temperature in the processed material. Knowing during the experiment the speed of drawing of the photosensitive paper on the oscilloscope, as well as the time of the temperature rise (in the area between points 1 and 2), you can determine the length of the section "a", which corresponds to part of the temperature field in the direction of supply of the instrument (the entire temperature field in the indicated direction consists of sections “a” and “b”, and section “b” is equal to the size of the thermocouple junction). To determine the temperature value in the cutting zone, the oscillogram in section “a” is approximated by a function, which is then extrapolated from the point 2 of the contact of the instrument with the thermocouple to the point of transition of the thermoelectrodes to the junction (to point 4).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить величину температурного поля, температуру в зоне резания и характер ее распределения в обрабатываемом материале. Разработанный способ позволяет оценить указанные температурные характеристики процесса резания с учетом изменения теплофизических свойств обрабатываемых материалов, зависящих от температуры. Способ может быть использован не только при обработке природных камней, но и при других видах механической обработки, предполагающей возможность непрерывного сближения инструмента и термопары, установленной в обрабатываемом материале (например, при сверлении, фрезеровании и т.д.).Thus, the proposed method allows to determine the magnitude of the temperature field, the temperature in the cutting zone and the nature of its distribution in the processed material. The developed method allows to evaluate the indicated temperature characteristics of the cutting process, taking into account changes in the thermophysical properties of the processed materials, depending on temperature. The method can be used not only in the processing of natural stones, but also in other types of machining, involving the possibility of continuous approximation of the tool and the thermocouple installed in the processed material (for example, during drilling, milling, etc.).
Определение величины температурного поля и температуры в зоне резания, а также характера ее распределения в обрабатываемом материале позволит в дальнейшем оптимизировать технологические процессы механической обработки материалов. Реализация предлагаемого способа будет способствовать разработке методов повышения стойкости лезвийных инструментов и шлифовальных кругов, а также ресурса инструментов из сверхтвердых материалов.Determination of the temperature field and the temperature in the cutting zone, as well as the nature of its distribution in the processed material, will further optimize the technological processes of mechanical processing of materials. The implementation of the proposed method will contribute to the development of methods to increase the durability of blade tools and grinding wheels, as well as the resource of tools made of superhard materials.
Источники информацииInformation sources
1. Жабокрицкий Р.А. Способ определения температуры шлифуемой поверхности металла в зоне резания срезаемой термопарой, состоящей из детали и термоэлектрода, помещенного в шлифуемую деталь. - А.с. СССР, №468108, G 01 K 7/08.1. Zhabokritsky R.A. A method for determining the temperature of a metal surface being polished in a cutting zone with a cut-off thermocouple consisting of a part and a thermoelectrode placed in a grinded part. - A.S. USSR, No. 468108, G 01 K 7/08.
2. Хапачев Б.С. Способ определения контактной температуры и характера ее распределения в режущих инструментах. - Решение о выдаче патента по заявке на изобретение №2003116115/28, G 01 K 7/04, G 01 N 3/58.2. Hapachev B.S. A method for determining contact temperature and the nature of its distribution in cutting tools. - Decision on the grant of a patent for an application for invention No. 2003116115/28, G 01 K 7/04, G 01 N 3/58.
3. Сухобрус А.А. и др. Способ определения температуры в зоне резания. - А.с. СССР, №522049, В 24 В 49/14, B 23 Q 15/00.3. Sukhobrus A.A. and others. A method for determining the temperature in the cutting zone. - A.S. USSR, No. 522049, B 24 V 49/14, B 23 Q 15/00.
4. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.4. Reznikov A.N., Reznikov L.A. Thermal processes in technological systems. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 288 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110736/28A RU2287787C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110736/28A RU2287787C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005110736A RU2005110736A (en) | 2006-10-20 |
RU2287787C1 true RU2287787C1 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=37437614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005110736/28A RU2287787C1 (en) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287787C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442967C1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for determination of temperature fields in the cutting part of the instrument in process of cutting |
RU2688862C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method of determining contact temperature during mechanical processing of materials |
-
2005
- 2005-04-12 RU RU2005110736/28A patent/RU2287787C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442967C1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for determination of temperature fields in the cutting part of the instrument in process of cutting |
RU2688862C1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method of determining contact temperature during mechanical processing of materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005110736A (en) | 2006-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abhang et al. | Chip-tool interface temperature prediction model for turning process | |
Malkin et al. | Thermal aspects of grinding: part 1—energy partition | |
Wang et al. | Prediction of sawing force for single-crystal silicon carbide with fixed abrasive diamond wire saw | |
Kohli et al. | Energy partition to the workpiece for grinding with aluminum oxide and CBN abrasive wheels | |
Kuzin et al. | Surface defects formation in grinding of silicon nitride ceramics | |
CN103203688B (en) | Micro-scale grinding online electrolytic dressing device and method thereof | |
RU2287787C1 (en) | Method of measuring value of temperature field, of temperature in area of cutting and character of its distribution in processed material | |
TW201345651A (en) | Measurement method of cutting machine temperature | |
CN110270929A (en) | A kind of practical dressing method of hard grinding wheel | |
Bandyopadhyay et al. | The effect of ELID grinding on the flexural strength of silicon nitride | |
Zhang et al. | Study on the diamond tool drilling of engineering ceramics | |
JP2015208812A (en) | Grinding processing device and method | |
Weingärtner et al. | Applying wire electrical discharge dressing (WEDD) to improve grinding performance of metal bounded diamond wheels | |
Gołąbczak et al. | Assessment method of cutting ability of CBN grinding wheels | |
RU2589289C1 (en) | Method of determining contact temperature using tools from superhard materials | |
RU2248537C1 (en) | Method of determination of contact temperature and nature of its distribution in cutting tools | |
Brinksmeier | A model for the development of residual stresses in grinding | |
RU2688862C1 (en) | Method of determining contact temperature during mechanical processing of materials | |
Weinert et al. | Simulation of tool-grinding with finite element method | |
Kansteiner et al. | Influence of the diamond grain shape and orientation on the process forces and the mechanical work in scratch tests on basalt stone | |
Vyas et al. | The significance of the white layer in a hard turned steel chip | |
RU2278001C1 (en) | Method for determining mean temperature and length values of contact areas of worked material with front and back faces of lathe cutter | |
Muženič et al. | Improvements in Machinability of Zinc Oxide Ceramics by Laser-Assisted Milling | |
Valuev et al. | Stress state and its definition in hardfacing heat-resistant steel cold rolling mill rollers | |
Saini et al. | Local contact deflections and forces in grinding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070413 |