实验二采用红外热像仪的切削温度测量

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切削区热电偶测温刀具的制备及其性能测试

切削区热电偶测温刀具的制备及其性能测试刘志军1 林新贵2 全燕鸣21.广州航海学院,广州,5107252.华南理工大学,广州,510640摘要:由于切削测温温感器无法直接接触切削区,故在铂铑丝表面喷涂耐热绝缘层制作耐热热电偶,把表面覆盖耐热绝缘层的热电偶埋入硬质合金粉末,压制㊁烧结成热电偶测温刀片㊂通过恒温箱测温实验判定热电偶的测温性能,用性能正常的热电偶测温刀具进行切削测温实验,测温实验结果及切削刀具镜测结果表明,热电偶测温刀具能直接㊁可靠地进行切削区温度的测量,但是用此工艺制作的刀具切削寿命较短;实验结果还表明直径越大的铂铑丝制作的热电偶测温刀具的成品率越高,但是铂铑丝直径越大,刀具寿命越短;实验进一步揭示切削区内各点的温差较大,但是一次切削切削区温度场处于稳态时切削测温点的温度是稳定的,温度场处于稳态时切削温度的变化能迅速反映刀具的磨损状态的变化㊂关键词:热电偶;切削;切削区;测温刀具中图分类号:T G 501.4 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.14.020F a b r i c a t i o na n dC h a r a c t e r i s t i c s o fT h e r m o c o u p l eT e m p e r a t u r eM e a s u r i n g C u t t e r f o rC u t t i n g Z o n e L i uZ h i j u n 1 L i nX i n g u i 2 Q u a nY a n m i n g21.G u a n g z h o u M a r i t i m e I n s t i t u t e ,G u a n gz h o u ,5107252.S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,G u a n gz h o u ,510640A b s t r a c t :C u t t i n g t e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t s e n s o r c o u l dn o t d i r e c t l y c o n t a c t t h e c u t t i n g zo n e ,f o r r e s o l v i n g t h i s p r o b l e m ,ah e a t ‐r e s i s t a n t i n s u l a t i o n l a y e rw a s s p r a y e do n t h e s u r f a c e o f p l a t i n u mr h o d i -u m w i r e s o a s t o f o r mt h e h e a t ‐r e s i s t a n t t h e r m o c o u p l e i n i t i a l l y ,a n d t h e n ,t h e t h e r m o c o u p l e c o v e r e db yah e a t i n s u l a t i o n l a ye rw a se m b e d d e d i n t ot h ec e m e n t e dc a r b i d e p o w d e r ,a n d p r e s s e da n ds i n t e r e dt of o r ma t h e r m o c o u p l e t e m p e r a t u r e m e a s u r i ng b l a d e .T e m p e r a t u r e m e a s u r i n gp e r f o r m a n c eo f th e r m o -c o u p l ew a s j ud ge db y t h e t e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t e x p e r i m e n t s i n t h e r m o s t a t ,a n d t h en o r m a l t h e r -m o c o u p l e t e m p e r a t u r em e a s u r i n g c u t t e rw a s u s e d i n t h e e x p e r i m e n t s o f c u t t i n g t e m p e r a t u r em e a s u r e -m e n t .T h e e x p e r i m e n t s s h o wt h a t t h e t h e r m o c o u p l e t e m p e r a t u r em e a s u r i n g c u t t e r c a nt a k e t h e t e m -p e r a t u r em e a s u r e m e n t o f t h e c u t t i n g z o n ed i r e c t l y a n d r e l i a b l y ,b u t t h e l i f eo f c u t t e r i s s h o r t .E x p e r i -m e n t s a l s o s h o wt h a t t h e l a r g e r t h ed i a m e t e ro f p l a t i n u mr h o d i u m w i r e ,t h eh i g h e r y i e l do f t h e t h e r -m o c o u p l e t e m p e r a t u r em e a s u r i n g c u t t e r ,b u t a c c o r d i n g l y ,t h e l i f e o f c u t t e r i s s h o r t e r .E x p e r i m e n t s f u r -t h e r r e v e a l t h a t t h e t e m p e r a t u r ed i f f e r e n c e s a m o n g e a c h p o i n t s i n t h e c u t t i n g z o n e a r eb i g ge r ,b u t t h e t e m p e r a t u r e of c u t t i ng m e a s u r e p o i n t i s s t a b l ewh e nt h e t e m p e r a t u r e fi e l do f t h e c u t t i n g zo n e i s i na s t e a d y s t a t e ,t h ec h a n g eo f t h e t e m p e r a t u r e f i e l d i ns t e a d y s t a t ec u t t i n g t e m p e r a t u r ec a n q u i c k l y r e -s p o n s e t h e c h a n ge of t h e t o o lw e a r s t a t e .K e y wo r d s :t h e r m o c o u p l e ;c u t t i n g ;c u t t i n g z o n e ;t e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t c u t t e r 收稿日期:20150309基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975092)0 引言切削热是切削变形和摩擦能最为本质㊁直接的反映,切削热在很多情况下通过切削温度来表征㊂在切削生产实际及科研中,切削温度是评价切削状态最常用的指标㊂然而,无论是在车削还是铣削态下直接测量切削区的温度一直是难题之一㊂国内外科研工作者对切削测温做了大量的研究工作,其成果可以归纳如下:①测温研究以车削测温为主,测温方式主要分为接触式测温和非接触式测温㊂接触式测温一般采用热电偶或热电阻直接测温,如文献[1‐3]先用热电偶测量距离切削区一定距离的某些点的温度,再以此温度值为参照,基于刀具的热传导模型反求切削区的温度㊂非接触式测温以红外测温和刀体内置腔镜测温为代表,如文献[4‐5]采用红外的方式测量车削时工件和刀具的温度场,并用人工热电偶接触式测量切削区外的测温点来验证红外测温的准确性㊂文献[6]的研究进一步表明,红外测温时切屑会阻挡摄像仪的视场,另外,切削区附近的温度梯度大㊁前刀面是非理想平面和切削过程中切削区的灰度和粗糙度动态变化等因素会严重影响切削区的发射率值,最终影响测温结果的准确性㊂因此,对切削红外测温的准确性还有待探讨㊂②近年来,国内外学者一直在努力地解决旋转类刀具(铣刀㊁钻头等)切削温度的测量问题㊂过去由于把温度信号从旋转体引入静态测量设备较难,国内外有关铣刀切削测温实验几乎都使用红外的方式,很多㊃9591㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.科研工作者一直在尝试用接触式测温的方式来实现铣削测温[7‐8],并在某些方面取得可喜的成果,如文献[9]用无线的方式有效地把温度信号从旋转体引入静态测量设备,并基于现代芯片技术的发展解决了微弱热电势信号放大㊁滤波的难题㊂③文献[8]的研究成果表明,对接触式测温而言,切削区空间小,切屑的擦蹭容易把温感器擦离刀体,因此,把测温感应器稳定地固定在切削区的切削面内是非常困难的㊂由于切削测温本身非常困难,所以反求结果是否精准还不能通过精准的实验来验证,另外反求模型在不同的切削状态下是否具有通用性和准确性也难以通过实验来验证,再者反求方式不具有实时性㊂④薄膜热电偶是一种先进的测量瞬态温度的传感器,在刀具切削测温中也得到了初步的应用[10],但它存在一些明显的不足,如薄膜热电偶温度传感器制作必须通过绝缘层使感应器基体与工件材料绝缘,切削时薄膜热电偶温度传感器不能与工件直接接触,否则薄膜材料会立即被磨损掉,因此,必须在薄膜热电偶传感器的上表面涂一层保护层㊂绝缘层和保护层对刀具温度的传导有较大的影响,目前的研究还无法避免其影响㊂由于薄膜热电偶需要有绝缘层和保护层,故薄膜热电偶传感器也很难应用在涂层刀具切削温度测量㊂总之,研究一种直接㊁准确和稳定的刀具切削温度测量方法仍是切削领域的一个难题㊂针对现有研究存在的问题,笔者在绞丝热电偶线材表面喷涂一层耐热绝缘层,把带绝缘层的绞丝热电偶预埋在硬质合金粉末内并将硬质合金粉末压制㊁烧结成硬质合金母材,把硬质合金母材切割成刀片时使绞丝热电偶的绞接点置于切削区,并通过磨刀工艺使切削区的热电偶绞接点露出,再进行不同工件材料㊁不同切削工艺切削测温重复实验,以验证热电偶刀具的稳定性㊂1 热电偶刀片的制备1.1 耐热绝缘层制备装置切削区热电偶测温刀具中热电偶的制备是整个制造过程中最为关键的工艺㊂耐热绝缘层制备装置简图如图1所示,铂铑金属丝拉直㊁固定于转筒上,烤漆房工作温度为70℃,喷漆过程转筒匀速转动,X Z‐T002无机黏合剂(最高可耐温度为1500℃)和离子稀释剂泵往空压机加压后输送至喷嘴,均匀喷射在铂铑丝表面㊂转筒匀速旋转,转筒每旋转一圈,喷嘴停止喷漆,并烘烤30m i n㊂图1 耐热绝缘层制备装置简图1.2 耐热热电偶的制作铂铑丝和铂丝直径分别为0.5mm㊁0.4mm 和0.3mm,长度为600mm,每种铂铑丝和铂丝各20根㊂把相同直径制作热电偶的专用铂铑丝和铂丝的中部绞接在一起,绞接长度为4~5mm㊂进行热电偶切削测温时,热电偶获得的热电势信号经热电偶的参比端导入测温模块,为利于热电偶与测温模块的连接,热电偶参比端部约10mm长的绝缘层需要剥离,而铂铑丝在耐热绝缘层剥离过程中极易折断,剥离难度很大㊂绞丝热电偶测温时测温模块获得的温度为绞接点与测温对象接触点的温度,如绞接点表面覆盖耐热层,测温模块获得的热电势实际上是绞接点耐热覆盖层的热电势,而不是刀具体切削区的热电势㊂为使绞接点有效地接触切削区,绞接点最末端需有极小一段裸露并与刀体的切削区稳定接触㊂因此,喷漆时应对与测温对象需良好接触的部位进行遮盖,其中绞接点遮盖长度约2mm,参比端热塑管遮盖长度约10mm,见图2㊂图2 铂铑丝和铂丝绞接效果图铂铑丝和铂丝绞接并对需裸露部分用热塑管有效遮盖后固定于图1的耐热绝缘层制备装置中,喷射X Z‐T002无机黏合剂,转筒转速为1r/ m i n,转筒每旋转一圈,喷嘴停止喷漆,以70℃烘烤30m i n,如此循环㊂耐热绝缘层每一循环厚度将增加约0.1mm㊂耐热热电偶表面绝缘层厚度分别为0.1mm㊁0.2mm㊁0.3mm㊁0.4mm和0.5mm的热电偶各制作8根㊂铂铑热电偶表面绝缘层制作工序完成后把热塑管剥离(在压制㊁烧结时温度达到1400℃,如果㊃0691㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.不剥离,热塑管会碳化进而影响刀具的质量),在绞接点处把绞接的铂铑丝剪断成一对表面覆盖耐热绝缘层的成品铂铑绞丝热电偶㊂1.3 热电偶测温刀具制备表面覆盖耐热绝缘层的人工热电偶制作完成后需把热电偶预埋在硬质合金粉末(Y T5)内,然后将硬质合金粉末压制㊁烧结成直径为50mm㊁厚度约20mm的硬质合金块㊂预埋时需特别注意以下几点:①热电偶绞接点需垂直向上,即角度毩为零(图3);②硬质合金粉末的压制压缩比为2.5~4,为使压制后绞接点距离硬质合金块上表面约1mm,覆盖绞接点端部的硬质合金粉末厚度应约为4mm;③为使与外接仪器连接的补偿线路易于与硬质合金块分离,将参比端长度约250mm的铂铑丝和铂丝置于一个盲孔直径为3 mm㊁孔深为100mm的圆柱保护套内,圆柱外径为15mm㊂热电偶预埋㊁装模工序后需进行压制㊁烧结工序,图3为预埋㊁压制和烧结工序示意图,其中制备参数如下:烧结温度为1460℃,烧结时间为1h ㊂图3 预埋、压制和烧结示意图采用线切割方式把硬质合金块切割成三角形刀具,切割时使热电偶绞接点距离主副切削刃0.5~1.0mm,即使绞接点位于前刀面的切削区内,再以磨刀方式把硬质合金刀片内的绞丝热电偶绞接点端部磨露于前刀面㊂把热电偶参比端引出,便于热电偶接入热电势信号采集模块,图4为热电偶测温刀具结构示意图和实物图㊂1.4 耐热绝缘层绝缘性测试表面喷涂耐热绝缘层的铂铑绞丝热电偶预埋在硬质合金粉末内压制㊁烧结时,由于硬质合金粉末的压缩比较大(2.5~4)会引起压制过程热电偶随压缩粉末移动而发生严重变形,致使热电偶表面的耐热绝缘层破损而与铂铑丝/铂丝剥离㊂如硬质合金粉受压而从破裂的耐热绝缘层挤入铂铑图4 热电偶测温刀具结构示意图和实物图丝/铂丝,将导致铂铑丝/铂丝与硬质合金刀体之间在破裂点处引起短路,最终影响热电偶的测温性能,为此需要对热电偶测温刀具进行测温性能测试㊂在磨刀砂轮上将切割好的热电偶测温刀具打磨至绞接点露于前刀面㊂如图5所示,把热电偶测温刀具镶入H Y‐X B高温节能箱式炉(温度误差为±2℃)炉壁上按刀具尺寸所开的三角孔内,热电偶参比端引出接入N I‐U S B9126测温采集模块,用保温泥对刀具与炉壁间的缝隙进行密封㊂为温控炉设置系列温度点,炉内温度在温度设置点稳定后,启动测温程序采集该温度点时炉内实际温度,如果在不同温度点测温采集模块获得的温度与加热炉设置温度一致,则认为热电偶工作正常,即热电偶测温刀具内热电偶耐热绝缘层在压制㊁烧结的过程中没有受到破坏㊂图5 绝缘性测试实验示意图1.5 绝缘测试结果与分析不同温度点各耐热热电偶采集到的温度值见表1,表1中大部分热电偶测温值与H Y‐X B高温箱式炉设置的温度相一致,且在高温节能箱式炉设置温度误差范围内,可见测温结果与高温箱式炉设置温度值一致的热电偶在压制与烧结过程中耐热绝缘层未出现破损现象,即热电偶从测温端到参比端铂铑丝与刀体之间未短路㊂热电偶3测温值显著小于设置温度,显然其测量到的温度不是绞接点的温度(炉内温度),而是刀体某一点的㊃1691㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.温度,可见该热电偶在刀体内的某处绝缘层已破裂而导致该处铂铑丝与刀体之间短路㊂表1 各热电偶测温结果℃热电偶序号设置温度(℃)501002004006008000151.0101.0200.6400.9600.8800.80250.9101.6201.2400.4600.2800.40341.171.8141.1223.7279.4398.1︙︙︙︙︙︙︙7450.4101.5201.4400.1600.6800.57550.0101.2201.7400.1600.9800.1 不同直径的铂铑丝和不同厚度的绝缘层热电偶测温刀具的成品率见表2㊂由表2可见,直径大的铂铑丝制作的热电偶测温刀具的成品率较高,原因是直径较小的铂铑丝在压制过程中极易被拉断;随着绝缘层厚度的增加,热电偶测温刀具中热电偶的成品率随之提高,在厚度达到0.2mm 后成品率与厚度增加无关,原因在于绝缘层太薄,压制过程中出现绝缘层压制破裂的概率提高,硬质合金粉末很容易渗透至铂铑丝而出现铂铑丝与刀体之间短路㊂耐热绝缘层越厚,在压制过程中越易破裂,但是由于绝缘层达一定厚度后耐热层即使破裂硬质合金粉末也难以压透绝缘层而导致硬质合金体与铂铑丝在破裂处出现短路㊂表2 热电偶测温刀具的成品率铂铑丝直径(mm )绝缘层厚度(mm )0.30.40.50.10.20.30.40.5成品率(%)1648482046.74040402 热电偶刀具切削测温实验2.1 切削测温实验铂铑丝直径分别为0.3mm ㊁0.4mm 和0.5mm ,耐热绝缘层厚度为0.2mm 的测温性能正常的热电偶测温刀具各5支,并据表3的参数要求,用高精密线切割机切割成形㊂在磨刀砂轮上将切割好的刀片进行精磨,使得热电偶绞接端到前刀面的距离l 各不相同,表4所示为X 射线探伤测量到各热电偶刀具的l 值㊂表3 各刀片的结构参数(°)前角γ0后角α0主偏角κr副偏角κ'r刃倾角λs15104510表4 各热电偶刀具的l 值把装配耐热热电偶刀片的刀具安装于C K A 6150数控车床,把热电偶参比端接入N I ‐U S B 9126测温采集模块㊂切削测温工件材质为45钢(正火H B S 187);切削形式为外圆干车削;连续切削直到热电偶采集的切削温度出现异常变化;温度采集频率为1H z ;切削速度分别为200m /m i n ㊁300m /m i n 和400m /m i n ,背吃刀量为1.5mm ,进给量为0.15mm /r㊂部分实验在连续切削时切削温度出现下降趋势后立即停止实验,并在工具显微镜下观察该实验刀具切削区的磨损状况;部分实验在连续切削切削温度出现下降趋势后继续切削,温度出现剧烈上升则立即停止切削,显微观察实验刀具磨损状况㊂2.2 实验结果与讨论图6所示为相同切削工艺下不同热电偶测温刀具切削测温采集到的温度曲线,图6中各曲线几乎重叠的现象表明实验重复性很高,与一般热电偶测温重复性较差现象区别很大,原因在于热电偶测温刀具中绞接点与测温点稳定地接触保证了实验的重复性㊂图6中切削初始阶段切削区温度上升非常快,随着切削的进行逐渐进入稳态,大部分实验30s后切削温度达到最高点并稳定在该温度点,可见测温点的温度在该时间点达到热平衡㊂在195s 时曲线4温度值趋于下降,切削实验后显微观测发现绞接点处出现深度磨损的蚀坑,这种情况下热电偶未能有效地接触前刀面切削区而出现温度降低趋势,其他情况下未出现切削温度剧变的刀具也都出现深度约0.2~0.3mm 的微坑,显然曲线4温度下降状态下采集到的温度值并非切削区前刀面的表面温度,而是前刀面下距离前刀面0.6mm 以下刀体的温度,可见在距离切削区表面一定距离的刀体温度小于切削区的温度㊂(切削速度为200m /m i n)大部分切削测试实验在300s左右出现切削温度降低,并在几秒后温度再次迅速上升㊂原因在于热电偶的硬度远低于硬质合金刀具的硬度,切削时绞接点快速磨损,并引发绞接点附近刀具快速磨损,一旦刀具处在非正常磨损状态,磨损速度加剧而使刀具切削温度快速地上升,大量的热量未能及时散出而使距离前刀面一定距离的绞接点温度也出现迅速上升㊂以本工艺制作的热电偶测温刀片寿命约300s㊂可见切削区温度场处于稳态时,切削温度能迅速反映刀具的磨损状态㊂表5表明,铂铑丝直径越大㊁切削温度发生异常的时间越短(即刀具磨寿命越短)的原因在于铂铑丝直径越大㊁越易诱发刀具磨损㊂相同切削工艺下各热电偶采集到的温度与热电偶丝的直径和表面覆盖层的厚度并不直接相关㊂表5表明,l< 0.3mm(表5中l值为四舍五入结果)时各测温曲线稳态平均温度无明显差异,l>0.5mm后稳态平均温度显著下降,可见切削区一定范围内温度几乎为一等势场,在等势场之外的温度梯度较大㊂表5 热电偶切削寿命/稳态平均温度统计结果热电偶直径(mm)0.30.40.5平均寿命(s)351309204l(mm)0.10.20.30.40.50.6稳态平均温度(℃)845851839809755665 3 结论(1)在铂铑丝表面喷涂一层耐热绝缘层后再与硬质合金粉末压制成热电偶测温刀具,用此刀具可直接测量到切削区的切削温度,测量稳定性较好,但是刀具切削寿命仅为300s左右㊂(2)直径大的铂铑丝制作的热电偶测温刀具成品率较高,但是铂铑丝直径越大,刀具寿命越短,原因在于铂铑硬度远远小于刀具材质,大直径铂铑丝易诱发刀具破/磨损;0.2mm为绝缘层最佳厚度,厚度大于0.2mm后成品率与厚度增加无关㊂(3)切削区最高温度点不是切削区上某一点而是切削区某一点为中心的很小区域,区域之外的温度梯度很大㊂(4)切削区温度场处于稳态时切削温度能准确㊁迅速地反映刀具的磨损状态㊂参考文献:[1] 梁良.面向绿色切削的热管刀具散热性能研究[D].广州:华南理工大学,2011.[2] 刘志军,全燕鸣.热管铣刀散热基本结构的优化[J].华南理工大学学报(自然科学版),2012,40(12):47‐51.L i uZ h i j u n,Q u a n Y a n m i n g.O p t i m i z a t i o n o fB a s i cS t r u c t u r ef o r T h e r m a l D i s s i p a t i o n o f H e a t‐p i p eM i l l i n g C u t t e r[J].J o u r n a l o f S o u t hC h i n aU n i v e r s i-t y o fT e c h n o l o g y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n),2012,40(12):47‐52.[3] 谢晋,罗敏健,吴可可,等.C B N车刀前刀面微沟槽结构磨削及其对干切削温度的影响[J].机械工程学报,2014,50(11):192‐197.X i e J i n,L u o M i n g j i a n,W uK e k e,e t a l.M i c r o‐g r i n d-i n g o f M i c r o‐g r o o v e dR a k eS u r f a c eo fC B N C u t t e rI n f l u e n c i n g D r y C u t t i n g T e m p e r a t u r e[J].J o u r n a l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2014,50(11):192‐197.[4] B r a n dL C,C o e l h o b R T,R o d r i g u e s A R.E x p e r i-m e n t a l a n d T h e o r e t i c a lS t u d y o f W o r k p i e c e T e m-p e r a t u r eW h e nE n d M i l l i n g H a r d e n e dS t e e l sU s i n g(T i A l)N c o a t e da n dP C B N‐t i p p e dT o o l s[J].J o u r n a lo f M a t e r i a l sP r o c e s s i n g T e c h n o l o g y,2008,199(1/3):234‐244.[5] A r m e n d i a M,G a r a y A,V i l l a rA,e ta l.H i g hB a n d-w i d t h T e m p e r a t u r e M e a s u r e m e n t i n I n t e r r u p t e dC u t t i n g o fD i f f i c u l t t o M a c h i n e M a t e r i a l s[J].C I R PA n n a l s‐M a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y,2010,59(1):97‐100.[6] 徐昊.基于红外技术的高速车削加工温度测量[D].广州:华南理工大学,2010.[7] Q u a nY a n m i n g,L i nJ i n p i n g,W a n g C h e n g y o n g.C u t-t i n g T e m p e r a t u r e M e a s u r e m e n t i n H i g n‐s p e e dE n dM i l l i n g[J].T r a n s a c t i o n so f N a n j i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s&A s t r o n a u t i c s,2005,22(1):47‐51.[8] 全燕鸣,赵婧,何振威,等.切削温度测量信号的获取与处理[J].中国机械工程,2009,20(5):573‐576.Q u a nY a n m i n g,Z h a o J i n g,H e Z h e n w e i,e t a l.A c q u i-r i n g a n dP r o c e s s i n g o fC u t t i n g T e m p e r a t u r eS i g n a l s[J].C h i n aM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2009,20(5):573‐576.[9] L i uZJ,Q u a n Y a n m i n g,L i a n g L i a n g.A W i r e l e s sS y s t e m f o r C u t t i n g T e m p e r a t u r e M e a s u r e m e n t[C]//A d v a n c e d M a t e r i a lR e s e a r c h,t h e4t hI n t e r n a-t i o n a l C o n f e r e n c e o nH i g nS p e e dM a c h i n i n g.G u a n g-z h o u,2011:475‐480.[10] 崔云先.瞬态切削用N I C r/N i S i薄膜热电偶测温刀具研究[D].大连:大连理工大学,2011.(编辑陈勇)作者简介:刘志军,男.1973年生㊂广州航海学院船舶工程系副教授㊁博士㊂主要研究方向为切削散热及测量技术㊂林新贵,男, 1973年生㊂华南理工大学机械与汽车工程学院博士研究生㊂全燕鸣,女,1956年生㊂华南理工大学机械与汽车工程学院教授㊁博士研究生导师㊂㊃3691㊃Copyright©博看网. 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切削温度测量方法

切削温度测量方法
嘿，你问切削温度咋测量啊？这事儿咱得好好聊聊。

先说说热电偶法吧。

这就像给切削过程装个小温度计。

找个合适的热电偶，把它放在切削的地方附近。

热电偶能感应温度变化，然后把温度信号传出来。

不过放的时候可得小心，不能影响切削过程，也不能被切坏喽。

而且还得选对热电偶的类型，不然测出来的温度可不准。

还有辐射测温法。

就像用个小望远镜看切削时发出的热辐射。

通过测量辐射的强度啥的，就能算出温度。

这方法不用直接接触切削的地方，挺方便的。

但是得注意周围环境的影响，不能有别的热源干扰。

另外呢，硬度法也可以试试。

切削后看看工件的硬度变化，因为温度会影响材料的硬度。

不过这方法不是特别直接，得通过一些经验公式来推算温度。

还有一种叫金相法。

切削完了看看材料的金相组织，不同温度下金相组织会不一样哦。

这就像给材料做个小体检，通过观察组织变化来判断温度。

但是这方法比较麻烦，需要专业的设备和知识。

我给你讲个事儿吧。

有一次我们车间要测切削温度，一开始大家都不知道咋弄。

后来找了个老师傅，他用热电偶法测了一下，发现温度有点高。

于是大家就想办法调整切削参数，降低温度。

后来再测的时候，温度就正常了。

从那以后，我们就知道了切削温度测量的重要性，也学会了用不同的方法来测量。

总之呢，切削温度测量有好几种方法，你可以根据实际情况选择合适的。

只要你用心去做，肯定能测出准确的温度。

加油吧！。

切削温度测定实验报告总结

切削温度测定实验报告总结首先，我们使用了切削温度测定仪器对不同材料进行切削实验，包括钢、铜、铝等常见的金属材料。

通过调整仪器的参数，如进给速度、切削深度和切削速度，我们对不同条件下的切削温度进行了测定。

实验结果显示，在相同的切削条件下，切削温度随着材料的不同而有所差异。

钢材的切削温度较高，铜材的切削温度较低，铝材的切削温度则介于两者之间。

其次，我们对实验结果进行了分析和总结。

首先，切削温度的高低与材料的导热性密切相关。

导热性越差的材料，切削温度越高，反之亦然。

其次，切削温度受切削速度的影响较大。

在其他条件相同的情况下，切削速度越大，切削温度越高。

进给速度和切削深度对切削温度的影响相对较小。

最后，我们发现切削温度的高低对切削过程中的刀具磨损和加工表面质量有重要影响。

切削温度过高会导致刀具磨损加剧和加工表面质量下降。

在实验过程中，我们还注意到了切削润滑剂对切削温度的影响。

切削润滑剂的使用可以有效降低切削温度，减少切削过程中的热损耗，提高切削效率和加工质量。

因此，在实际生产过程中，合理选择和使用切削润滑剂是非常重要的。

综上所述，切削温度测定实验是一项非常有价值的实验技术，对于金属加工和切削领域中的研究和应用具有重要意义。

通过对材料、切削条件和切削润滑剂等因素的分析和总结，可以为加工过程的优化和质量的提高提供理论和实践依据。

在今后的研究和应用中，我们可以进一步深入探索切削温度与刀具寿命、切削力和加工表面质量等指标之间的关系，以进一步提高切削过程的可靠性和效率。

红外摄像法测量切削温度

红外摄像法测量切削温度
徐小川;翁熙祥;胡仲翔;田涛
【期刊名称】《工程建设与设计》
【年(卷),期】1991(000)001
【摘要】本文介绍将红外摄像的计算机图像处理技术用于测量切削温度的新方法——红外摄像法。

文中详细叙述了该方法的工作原理及操作过程,并就测量结果进行了分析。

【总页数】1页(P31)
【作者】徐小川;翁熙祥;胡仲翔;田涛
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG501.4
【相关文献】
1.切削温度测量的等效热电偶法 [J], 刘献礼;袁哲俊;陈波;孟安;陈立国;严复钢;李振加
2.基于夹丝热电偶法的高速切削温度测量 [J], 刘志新;张大卫
3.基于红外图形的摄像法头部位置测量系统设计 [J], 杨成;查光东
4.红外热像仪测量切削温度的误差来源分析与实验研究 [J], 陶媛;王中任;胡玉琴;游浩浩
5.切削温度的计算机辅助无补偿法测量 [J], 张鹏
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切削温度测量方法综述

［3］成了半人工热电偶法。半人工热电偶是将一根热
电敏感材料金属丝（如康铜）焊在待测温点上作为一极、以工件材料或刀具材料作为另一极而构成的热电偶。采用该方法测量切削温度的工作原理与自然热电偶法和人工热电偶法相同（见图 3）。由于半人工热电偶法测温时采用单根导线连接，不必考虑绝缘问题，因此得到了较广泛的应用。
图! 红外辐射测温示意图
律求出辐射单元表面的温度分布场及动态变化。虽然红外热像仪所测温度为相对温度，滞后于实际切削温度，但根据传热反求算法可准确求得切削过程中工件（或刀具）的温度变化规律及动态分布。红外热像仪测温法具有直观、简便、可远距离非接触监测等优点，在恶劣环境下测量物体表面温度时具有较大优越性。此外，测量切削温度的光、热辐射方法还有红外
Liu Zhangiang Huang Cuanzhen Wan Yi !" #$
Abstract：The present methods used to measure the cutting temperature are summarized. The fundamentaI principIes，merits and demerits and appIication ranges of these cutting temperature measurement methods are introduced. Keywords：metaI cutting， cutting temperature， measurement method
［9， l0］
式中
— —物体辐射单元单位面积的辐射能量 !— （W / m2） — —物体辐射单元表面辐射率（取决于物 !— 体表面性质） — —斯蒂芬—波尔兹曼常数（" = 5.76 > "— -8 2 4 l0 W / m ・ K） — —物体辐射单元的表面温度（K） "— 切削时，红外热像仪通过光机扫描机构探测工

切削加工中切削温度测定方法

切削加工中切削温度测定方法①自然热电偶法和人工热电偶法目前切削温度测量方法应用广泛，成熟可靠的是自然热电偶法和人工热电偶法。

图1所示为自然热电偶测温简易装置，作为自然热电偶两极的刀具、工件必须是具有不同化学成分的材质，刀具、工件、显示仪表相连便组成了一个简单的闭合电路。

毫伏计两端各接有分别来自工件、刀具引出端导线，切削加工时，切削区温度上升，切削区的刀具工件就相当于一个热端，毫伏计接连处相当于一个冷端（室温），冷热端之间因为温差必然导致热电势，在该闭合电路里冷热端形成的回路中的电动势在毫伏表记录下来，温度值可从相对应的温度与毫伏值标定获知。

采用自然热电偶法仅限于获取平均切削温度，它不能够测量某一具体点温度，而且针对不同刀具或工件材料，需要重新对温度-毫伏值曲线进行标定。

自然热电偶测温方法主要应用于车削加工。

图1 自然热电偶法测量切削温度示意图1、钢顶尖2、铜销3、毫伏计4、车刀5、工件6、车床主轴尾部人工热电偶法（见图2）解决了自然热电偶法只能测切削区平均温度这一限制，其能够测得切削区刀、屑、工件某一具体点的温度。

人工热电偶是由2种绝缘的金属丝构成的，而且金属丝事先已进行标定，金属丝焊接于刀具或工件的测温点上或埋进测温点开的小孔内（小孔会影响刀具里热流及温度分布，甚至减弱刀具强度，所以孔的直径在满足要求的情况下应尽可能的小），形成热端。

冷端通过导线串联毫伏计，与自然热电偶法同理，冷热端之间因为温差导致热电势，根据记录的毫伏值和标定曲线得到热端温度。

该法不用反复标定特定电偶材料，且电偶材质更换方便，但是对于高硬度材质的刀具，开孔后埋入金属丝的操作过程困难，致使该法应用推广受到限制。

a测刀具b测工件图2 人工热电偶法测量切削温度示意图1、工件2、刀具3、毫伏计②新型薄膜热电偶法新型薄膜热电偶法采用真空蒸镀，将热电偶材料沉积在绝缘基板上形成的。

热电偶的材料虽然很多，但是必须保证工程技术可靠性、测量精确度。

采用红外热像仪的自回转车刀切削温度的实验研究

角丫ｏ＝１５。，后角０ｃ。＝８。。本文中，自转车刀刀片选用
ＹＴＩ５硬质合金，采用线切割的方法进行力 ¨ 工制备而成。自回转车刀的三维装配图及制备的实物如图２所示。
＝
ｖｔ＋
（１）
（２）
王中任，李宽元，胡玉琴，陶媛
ＷＡＮＧＺｈｏｎｇ — ｒｅｎ，ＬｌＫｕａｎ — ｙｕａｎ，ＨＵＹｕ－ｑｉｎ，ＴＡＯＹｕａｎ
（湖北文理学院机械与汽车工程学院，襄阳４４１０５３）摘要：切削温度是造成刀具磨损的主要因素，对加工质量和生产效率具有重要影响。在同样的切削条件下，采用红外热像仪分别测量了自回转车刀与普通硬质合金刀具的切削温度。实验结果表
和应用白同转车刀提供理论依据。
图１自回转车刀的原理图
利用Ｐｒｏ／Ｅ软件对自回转车刀进行实体建模。车刀
主要由刀具体、刀杆、回转轴、刀片组成。回转轴通过
两个推力轴承和一个滚针轴承与刀具体相连，当刀片受
Ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－０１３４．２０１５．０４（下）．２２
０引言
红外热像仪是通过非接触探测红外热量，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行分析的一种检测设备。红外热成像技

红外热像仪演示实验报告

红外热像仪演示实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过红外热像仪的使用演示，探究红外热像仪的原理及应用，并学习如何正确操作红外热像仪进行温度检测。

二、实验器材- 红外热像仪- 标定板- 温度计- 计算机三、实验原理红外热像仪利用物体发射的红外辐射热量进行测温，然后将辐射热量转换为图像，通过色彩来表示物体的温度分布。

红外热像仪可以通过捕捉物体表面的辐射热量，生成热图，以可视化的形式展示物体的温度分布情况，从而为我们提供了非接触、全方位的温度信息。

四、实验步骤1. 将红外热像仪与计算机连接，并打开相应的软件程序。

2. 将标定板放置在实验区域内，距离红外热像仪适当距离。

3. 等待红外热像仪稳定后，使用红外热像仪对标定板进行扫描。

4. 观察计算机屏幕上显示的热图，并根据颜色变化来判断不同区域的温度差异。

5. 利用温度计测量标定板上的某一位置的实际温度。

6. 将红外热像仪测量到的温度与实际温度进行对比，计算误差。

7. 尝试对不同材料、不同距离的物体进行测温，并记录实物温度及红外热像仪测量的温度。

五、实验结果分析经过实验，我们发现红外热像仪可以准确地显示物体的温度分布情况，并且有较高的测温精度。

在与温度计的对比中，我们发现红外热像仪的测量误差较小，能够满足大部分应用的需求。

此外，我们还注意到红外热像仪可以对不同材料的物体进行测温，例如人体、电器、建筑物等。

不同物体的温度分布图也有所不同，这样可以用来检测故障、找出密封缺陷、排除热源等应用。

六、实验总结通过本次实验，我们对红外热像仪的原理和应用有了较为深入的了解。

红外热像仪作为一种非接触式的温度检测设备，在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用，可以为我们提供更多的温度信息。

然而，红外热像仪也存在着一定的局限性，例如不同物体的材料、表面涂层等会影响红外辐射的吸收和反射，从而对测温精度产生一定影响。

此外，红外热像仪的使用需要一定的技术和经验，否则可能会出现不准确的测温结果。

实验二采用红外热像仪的切削温度测量

实验二采用红外热像仪的切削温度测量一、实验概述切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。

对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。

通过对实测的切削温度进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。

在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。

本实验是使用红外热像仪进行切削温度的非接触测量，研究切削用量对于切削温度的影响。

通过本实验可使同学们熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，了解用先进的仪器设备研究传统切削加工的方法。

二、实验目的1、学习及掌握红外热像仪测量切削温度的方法,了解红外成像测温原理2、研究υc、f对切削温度的影响.三、实验仪器设备1、CA6140车床2、Flir A315 红外热像仪3、刀具：YT15,角度：γo = αo= κr= λs= 。

4、试件：45钢棒料说明：刀具参数、车床和工件由各班学委负责准备或负责，红外热像仪的操作由专门指定同学负责。

四、实验原理红外热像仪的基本工作原理是利用了斯蒂芬—波尔兹曼定律,即E =εσT4（1）式中 E ———物体辐射单元单位面积的辐射能量(W/ m2)ε———物体辐射单元表面辐射率(取决于物体表面性质)σ———斯蒂芬—波尔兹曼常数(σ = 5.76 ×10 - 8W/ m2·K4)T ———物体辐射单元的表面温度(K)切削时,红外热像仪通过光机扫描机构探测工件(或刀具) 表面辐射单元的辐射能量,并将每个辐射单元的辐射能量转换为电子视频信号,通过对信号进行处理,以可见图像的形式进行显示,显示的热像图代表被测表面的二维辐射能量场,若辐射单元的表面辐射率已知,则可通过斯蒂芬—波尔兹曼定律求出辐射单元表面的温度分布场及动态变化。

虽然红外热像仪所测温度为相对温度,滞后于实际切削温度,但根据传热反求算法可准确求得切削过程中工件(或刀具) 的温度变化规律及动态分布。

红外热像仪操作规程

.适用文档 .红外热像仪操作规程1.仪器用途：用于消防电气检测中对线路、触头、镇流器、配电柜内的温度的丈量和记录。

工作环境：2.温度范围： -5℃ -± 45℃，湿度： 10％ -90％，无冷凝3.储藏温度范围：-20℃ -+60℃4.丈量范围：指定精准度下操作温度：23℃温度范围： -10℃ --+350 ℃5.操作方法：4.1 开启电源后，暖机 1 分钟以上，再开启该仪器按住热像仪上的按钮，产生镭射光点于被测物体上。

4.2 选择测温模式，第一进行距离选择，预编 4 种〔 0.5m/1m/2m/4m 〕;再依据被测物体的材质，选择适合的放射率〔依据附表选择〕;检测物体时瞄准被检测物进行摄影储藏，如碰到可见光图像与热图像没法对应重合的现象，可调理方向键使之重合；每次丈量均应按下保留按钮对所测物体的热图像进行保留，并记录被测物体的地点。

4.3 安装 V3.0 软件于计算机，把热像仪连结到计算机上并经过该软件读取照片，观察所测物体温度。

6.本卷须知：6.1 任何人不得直视激光束或激光束发射孔，检测范围内有人存在时禁止使用激光束。

6.2 勿将感温镜头及支撑底座随意旋转调整；勿将该仪器长时间瞄准超出其测温范围的目标；暖机时间在 1 分钟以上。

6.3 禁止进水，禁止在易燃易爆及多粉尘处使用。

6.4 勿用手直接触碰仪器光学镜头。

附表：常用资料发射率的参照值资料温度 (℃) 发射率近似值资料温度℃ ) 发射率近似值抛光铝或铝箔100 0.09 棉纺织品- 0.95 (全颜色 )轻度氧化铝25-600 丝绸- 0.78 强氧化铝25-600 羊毛- 0.78 黄铜镜面28 0.03 皮肤- 0.98 氧化黄铜200-600 木材- 0.78 抛光铸铁200 0.21 树皮- 0.98 加式铸铁20 0.44 石头- 0.92 完整生锈轧铁板20 0.69 混凝土- 0.94 完整生锈氧化钢22 0.66 石子-完整生锈铁板25 0.80 墙粉- 0.92..适用文档 .完整生锈铸铁40-250 0.95 石棉板25 0.96 镀锌亮铁板28 0.23 大理石23 0.93 黑亮漆26 0.88 红砖20 0.95 〔喷在粗拙上〕黑或白漆38-1990 白砖100 0.90 光滑黑漆38-1990 白砖1000 0.70 亮漆 (全部颜色 ) - 0.90 沥青0-200 0.85 非亮漆- 0.95 玻璃 (面) 23 0.94 纸0-100 碳片- 0.85 不透明塑料- 0.95 绝缘片- 瓷器(壳) 23 0.92 金属片-电瓷- 环氧玻璃板- 0.80 屋顶资料20 0.91 镀金铜片- 0.30 水0-100 涂焊料的铜- 0.35 冰- 0.98 钢丝-.内容总结（1）.适用文档 .红外热像仪操作规程1.仪器用途：用于消防电气检测中对线路、触头、镇流器、配电柜内的温度的丈量和记录。

利用红外热像仪测量材料的热导率的实验技巧

利用红外热像仪测量材料的热导率的实验技巧引言在科学研究和工程领域中，测量材料的热导率对于众多实验和应用至关重要。

热导率的测量可以帮助我们了解材料的热传导性能，为材料选择和工程设计提供有力的依据。

而利用红外热像仪进行非接触式的热导率测量，则是一种方便快捷的方法。

本文将探讨利用红外热像仪测量材料的热导率的实验技巧。

一、实验原理热导率是材料的重要热学性质，用于描述材料对热量的传导能力。

在材料中，热量的传导是通过原子和分子之间的相互作用实现的。

红外热像仪利用红外辐射原理，可以实时地测量材料表面的温度分布，从而推算出热量的传导情况。

二、实验前准备在进行热导率测量实验前，需要进行充分的实验前准备。

首先，确保选用的红外热像仪具备高精度和稳定性。

其次，要根据实验的要求选择合适的样品，保证样品具有一定的尺寸和热导率范围。

此外，还需要准备好实验室所需的其他设备和材料，如恒温器、辅助加热器、金属块等。

三、实验步骤1.设置实验参数：根据实验的要求，设置红外热像仪的参数。

包括红外辐射波长、图像分辨率、测量时间间隔等。

同时，设定样品初始化的温度。

2.准备样品：将样品准备到实验温度，并进行恒温。

恒温器的使用对于获得准确的热导率结果非常重要。

确保样品表面干净、平整，并与红外热像仪的测量范围相匹配。

3.开始测量：打开红外热像仪，对准样品并开始测量。

在测量过程中，注意保持红外热像仪与样品的距离稳定，并避免任何形式的振动干扰。

同时，注意采集足够数量和均匀分布的测量数据。

4.数据处理：获取到的测量数据需要进行有效的处理和分析。

对于热导率的计算，可以采用传统的Fourier定律进行推算。

此外，还可以利用计算机软件进行数据拟合和模型修正，以提高测量结果的准确性。

四、注意事项1.样品温度：样品的温度应保持稳定，并能够满足实验条件的要求。

温度的不均匀分布会对测量结果产生较大的影响。

2.环境条件：保持实验环境的恒温和无风的状态，尽量减小外部因素对测量结果的影响。

实验二采用红外热像仪的切削温度测量

实验二采用红外热像仪的切削温度测量一、实验概述切削过程中，会产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等。

对切削加工过程中的切削力、切削温度进行实时测量，是研究切削机理的基本实验手段和主要研究方法。

通过对实测的切削温度进行分析处理，可以推断切削过程中的切削变形、刀具磨损、工件表面质量的变化机理。

在此基础上，可进一步为切削用量优化，提高零件加工精度等提供实验数据支持。

本实验是使用红外热像仪进行切削温度的非接触测量，研究切削用量对于切削温度的影响。

通过本实验可使同学们熟悉制造技术工程中的基础实验技术和方法，了解用先进的仪器设备研究传统切削加工的方法。

4、试件：45钢棒料说明：刀具参数、车床和工件由各班学委负责准备或负责，红外热像仪的操作由专门指定同学负责。

虽然红外热像仪所测温度为相对温度,滞后于实际切削温度,但根据传热反求算法可准确求得切削过程中工件(或刀具) 的温度变化规律及动态分布。

切削热-2

如果物质密度为：ρ 物质平均每升高温度1℃的“蓄热能力”为：ρCp 温升为 d D d t
Dt
则可得热量收支平衡方程：
Cp
D Dt d td v ( q x x q y y q z z ) d vd t q v d vd t
一、计算切削温度的经典理论
Fs为沿着剪切方向上的合力； Vs为切屑相对于工件的速度
耗费在每单位剪切面上的能为：
变形前的切屑厚度
切削宽度
剪切角
一、计算切削温度的经典理论
根据假设：剪切过程中机械能均转化为热能。可求得剪切区流出来的每单位面积和时间的热量：
式中： J为热功当量； Us为被切金属每单位体积上的剪切能； v是切削速度。
三、获取切削温度的实验方法
优点：简便可靠，可方便地研究切削条件(如切削速度、进给量等)对切削温度的影响。缺点：只能测出切削区的平均温度，无法测得指定点的温度；同时，当刀具材料或工件材料变换后，切削温度—毫伏值曲线也必须重新标定。
三、获取切削温度的实验方法
采用自然热电偶法测温时的温度补偿问题：由于温升的影响，导线引出点的温度已不是标定时的室温，因此需要进行冷端温度补偿。采用方法一般有一下几种：（1）加大刀具或工件尺寸；（2）附加电势消除法；（3）等效热电偶法；
二、计算切削温度的有限元法
对于摩擦区的处理：
正确建立刀具与工件之间的摩擦关系是金属切削仿真是否成功的关键技术之一。大量实验证明，前刀面上的应力分布是不均匀的，可以分为两个工作区：滑动区和粘结区。在滑动区，由于正应力小所以摩擦较小，属于外摩擦。在粘结区，由于刀具前刀面和切屑间的高温高压，使得前刀面和切屑之间变为内摩擦。内摩擦实际上就是金属内部的剪切滑移。

高温物理实验中的红外热像仪操作技巧

高温物理实验中的红外热像仪操作技巧在高温物理实验中，使用红外热像仪是一种常见的方法来研究热量传递和温度变化。

红外热像仪通过红外辐射的探测，能够实时地获取样品表面的温度分布图像。

本文将介绍一些红外热像仪的基本操作技巧，以及在实验中常见的应用场景。

首先，使用红外热像仪前，我们需要先对仪器进行调试和校准。

校准的目的是确保热像仪能够准确地测量温度，并提高测量结果的可靠性。

通常情况下，仪器制造商会提供相应的校准标准和方法。

在进行校准时，我们需要使用标准的温度源来进行比对，确保红外热像仪的读数与实际温度一致。

在操作红外热像仪时，我们需要注意一些技巧。

首先，根据实验需求选择适当的红外热像仪。

不同型号的红外热像仪有不同的分辨率和灵敏度，有的适用于小尺寸样品的测量，有的适用于大范围的温度测量。

选择合适的仪器能够提高实验的准确性和效率。

其次，操作红外热像仪时需要注意环境因素的影响。

由于红外热像仪是通过探测红外辐射来测量温度，所以环境的红外干扰会对测量结果产生影响。

在室外使用时，温度的剧烈变化、日光直射等因素都需要考虑。

在实验室环境中，其他热源、反射物体等也可能干扰测量结果。

因此，我们应该尽量减少这些干扰，保证测量的准确性。

在进行测量时，我们需要注意红外热像仪的朝向和距离。

通常情况下，将红外热像仪垂直于样品表面进行测量能够获得最准确的温度分布图像。

不同距离的测量会导致不同的像素值，因此需要根据实际情况选择合适的距离。

同时，保证红外热像仪的镜头清洁，避免灰尘等物体的影响。

在实验中，红外热像仪常用于热传导、感应和辐射等方面的研究。

例如，在材料热传导实验中，我们可以通过红外热像仪观察不同材料在热场中的温度变化，研究材料的导热性能。

在电子元器件的热管理中，红外热像仪也被广泛应用，用来检测设备的热点和温度分布，以避免过热引发的故障。

此外，红外热像仪还可用于地质勘探、建筑检测等领域。

总结起来，红外热像仪在高温物理实验中具有重要的应用价值。

金属切削中的刀具温度分析与测量方法

金属切削中的刀具温度分析与测量方法刀具温度是金属切削过程中一个重要的参数，它直接影响切削性能、刀具寿命和加工质量。

因此，在金属切削过程中，准确地分析和测量刀具温度对于提高加工效率和降低成本具有重要意义。

本文将介绍金属切削中刀具温度的分析与测量方法。

一、刀具温度的分析方法1. 理论计算法理论计算法是比较常用的一种刀具温度分析方法，它通过建立刀具温度的数学模型，通过计算来预测刀具表面的温度分布。

该方法基于辐射传热原理，考虑了切削速度、切削力、热源和刀具材料特性等因素的影响。

通过使用数值模拟软件，可以进行刀具温度分析，并得到刀具温度的数值结果。

2. 热电偶测温法热电偶测温法是一种直接测量刀具温度的方法。

将热电偶焊接在刀具表面，通过热电偶感应到的温度电势信号，可以获得刀具温度的实时数据。

这种方法具有测量范围广、精度高的优点，但需要在加工过程中实时监测，并且对于高温和高速切削过程有一定的限制。

3. 红外测温法红外测温法利用红外热像仪对刀具表面的红外辐射进行测量，从而间接得到刀具温度。

这种方法可以在不接触刀具的情况下进行测量，具有非侵入性和高效率的特点。

然而，红外测温法在测量精度上存在一定的误差，尤其对于材料导热性能较好的刀具，其测量结果可能会受到周围环境和切削冷却液的影响。

二、刀具温度的测量方法1. 热电偶测温法热电偶测温法不仅可以用于刀具温度的分析，也可以用于直接测量刀具温度。

选择适当的热电偶焊接在刀具表面，并连接到测温仪器上，通过观察温度数据的变化，可以实时了解刀具的温度变化情况。

2. 红外测温法红外测温仪可以通过测量刀具表面的红外辐射来间接得到刀具的温度。

使用红外测温仪时，必须选择适当的仪器和测量方法，确保测量结果的准确性。

同时，应该注意在使用红外测温法时，忌讳强光照射和刀具表面的残留油脂等。

3. 热像仪测温法热像仪是一种高级红外测温仪器，它可以实时捕捉刀具表面的红外图像，并将其转化为温度分布图。

通过使用热像仪，可以直观地观察刀具的温度分布情况，并及时发现温度异常区域，以进行相应的调整和措施。

数控机床切削温度的测量与控制

数控机床切削温度的测量与控制数控机床是一种高精密、高自动化的切削机床，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。

在数控机床的工作过程中，由于高速切削带来的摩擦和热量，容易导致工件和刀具过热，从而影响加工质量，甚至导致刀具破损。

因此，准确测量和控制数控机床的切削温度是非常重要的。

为了测量数控机床的切削温度，目前常用的方法有接触式测量和非接触式测量两种。

接触式测量方法是使用热电偶或红外测温仪等设备对切削区进行直接接触测量。

热电偶是一种基于材料热电效应的测温装置，通过将热电偶插入切削区并与工件接触，可以测量到切削区的温度。

但这种方法的测量精度受到热电偶固定的位置和切削过程中的振动影响较大。

红外测温仪则是利用红外线传感器对工件表面的红外辐射进行测量，具有无接触、快速、灵敏度高等特点，但对于不同材料的工件，精确校准红外测温仪的温度转换系数是非常重要的。

非接触式测量方法是使用红外热像仪对切削区或工件表面进行扫描，通过记录热像仪接收到的红外辐射图像，可以得到切削区的温度分布情况。

热像图像不仅可以显示出整个切削区的温度分布情况，还可以提供时间上的变化过程，从而判断切削过程中是否存在异常热源或热量积累等问题。

然而，由于红外热像仪的成本较高，使用非接触式测量方法也需要考虑经济成本。

除了测量切削温度外，对数控机床的切削温度进行控制也是至关重要的。

切削温度的控制可以通过以下几种方式实现：1. 刀具冷却系统：在数控机床的刀架上安装冷却系统，通过喷射冷却液体来降低刀具和工件的温度。

冷却液可以通过喷射装置直接喷射到刀具和工件的接触面，使切削过程中产生的热量迅速散失，从而降低切削区的温度。

2. 进给速度控制：增加进给速度可以减少切削区的停留时间，进而减少切削区的热积聚量。

通过调节数控机床的进给速度，可以控制切削过程中的温度变化，以避免过热导致的刀具破损或工件表面质量问题。

3. 切削参数优化：切削参数的选择对于控制切削温度也起着至关重要的作用。

红外热成像探伤检测方案

红外热成像探伤检测方案
1. 简介
红外热成像探伤技术利用物体的红外辐射来检测其热分布情况，从而获取物体的相关信息。

本文档将介绍一个基本的红外热成像探
伤检测方案。

2. 设备和材料
- 红外热像仪：用于捕捉物体的红外辐射，转换为热图图像。

- 电脑：用于接收和处理红外热图图像。

- 检测目标：可以是任何需要检测的物体或结构。

3. 检测步骤
1. 准备工作：确保待测物体表面干燥清洁，无障碍物遮挡。

2. 设置红外热像仪：根据实际需要选择合适的设置，如温度范围、图像显示模式等。

3. 调整焦距和对焦：根据检测距离和目标大小调整焦距，并确
保图像清晰。

4. 开始扫描：沿着待检测物体表面移动红外热像仪，保持适当
的扫描速度。

5. 捕捉热图图像：通过红外热像仪捕捉并记录热图图像。

6. 图像处理：将红外热图图像传输到电脑，使用相应的软件进行图像处理和数据分析。

7. 结果评估：根据图像和数据分析结果，评估待检测物体的热分布情况，并判断是否存在异常问题。

8. 生成报告：根据评估结果，撰写详细的检测报告，包括问题的描述、位置和建议的解决方案。

4. 注意事项
- 操作人员需要熟悉红外热像仪的使用方法，并遵循相关操作规程。

- 在进行检测时，需注意安全和防护措施，以免对自己和他人造成伤害。

- 根据不同的检测需求，可能需要调整红外热像仪的参数，如温度范围和灵敏度等。

以上是一个基本的红外热成像探伤检测方案，具体的应用可根据实际需求进行进一步的调整和优化。

在实施过程中，务必遵守相应的法律法规和安全要求。

钻削温度测量方法研究

钻削温度测量方法研究陈雷明,杨润泽,张治军械工程学院摘要:通过对现有的切削温度在线检测方法进行综合评述,介绍了各种测温方法的原理、优缺点和应用范围,提出了钻削过程中一种新的测温方法原理和应用范围并通过试验验证可行性。

关键词:金属切削;切削温度;测量方法中图分类号:TG5 文献标志码:AResearch on Method of Drilling Temperature MeasurementChen Leiming,Yang Runze,Zhang ZhiAbstract:This paper introduces several kinds of principle,advantages and disadvantages,application fields of the methods of temperature measurement by reviewing existing online detection of cutting temperature.And a new theory and application fields of temperature measurement in drilling has been proposed and the feasibili ty has been proved by experi ments.Keywords:metal cutting;cutting temperature;measurement1 引言在机械制造加工过程中,虽然各种检测技术不断发展和完善,但在应用过程中,温度检测技术仍然占据主导地位。

这不仅仅是由于温度信号的方便提取,而且较其它方法而言,这种检测方法不易受到干扰。

所以对切削温度在线检测技术进行系统分类和研究具有重大的现实意义。

切削温度的测量方法可以分为以下几类:切削温度测量方法接触法自然热电偶法人工热电偶法半人工热电偶法非接触法光和热辐射法红外热像仪法间接法光纤测温法扫描电镜法2 切削温度测量方法2.1 接触法热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时,就会产生热电势,根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。

热像仪法实测陶瓷刀具切削区的温度场分布

热像仪法实测陶瓷刀具切削区的温度场分布
刘有荣;刘家浚;朱宝亮;杜智;苗赫濯;罗振壁
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】1997(9)6
【摘要】采用ＴＶＳ—２２００型红外热像仪分别测定了Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ（ＣＮ）陶瓷刀具以不同切削速度切削１０４５钢和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢时前后刀面切削区温度场的分布。

红外热像照片直观地呈现了陶瓷刀具切削区的辐射温度。

通过计算机数据处理，获得不同陶瓷刀具在不同切削速度下切削不同材料时前后刀面的真实温度分布。

成功地试验了一种新的陶瓷刀具测温技术，同时为研究陶瓷刀具磨损规律及机理。

【总页数】5页(P46-50)
【关键词】红外热像仪;陶瓷刀具;切削温度;辐射测温
【作者】刘有荣;刘家浚;朱宝亮;杜智;苗赫濯;罗振壁
【作者单位】清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG711
【相关文献】
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5.陶瓷刀具切削区温度场的计算机模拟 [J], 刘有荣;刘家浚;朱宝亮
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