切削温度测量方法概述..
切削力、切削温度实验1
正交实验法 经过9个点切削过 程后，获得相关 的数据，此时可 以得到最后的三 向切削力综合实 验公式
切削温度测量实验
了解车削时自然热电偶的构成以及采用自然热 电偶进行切削温度实验的原理和方法；
进行切削温度单因素实验或正交实验，了解切 削用量对切削温度的影响规律，获得切削温度 的实验公式； 认知计算机辅助实验硬、软件的系统构成，并 熟悉切削温度实验软件的具体操作。
xFC aSP xFf F f CFf aSP xFsp Fsp CFsp aSP
F Fc CFC
c
(1) ( 2) (3)
数据处理：
单因素实验数据处理 在改变背吃刀量单因素切削力实 验结束后将得到如下的公式：
Fc
同样在进行改变进给量单因素切削力实验和改变切削速 度单因素切削力实验完成后也将得到相类似的公式。
切削力、切削温度
测量实验
机械学院实验中心
切削力测量实验
一、实验目的要求
1.
了解切削测力仪的工作原理、测力方法和实验 系统；
掌握背吃刀量进给量和切削速度对切削力的影 响规律，通过实验求取切削力实验公式； 了解三向切削测力仪软、硬件系统构成，了解 现代化的计算机辅助的实验系统。
2.
3.
金属切削原理与刀具 课题13 切削温度的分布
切削温度的测量方法
2、辐射测温法
辐射测温法是一种非接触式测量方法。它是利用高温辐射能 量来测量工件表面温度的。 作为测量用的传感器有光电传感器及热敏射测温法
光电传感器可以用锗光电二极 管或硫化铅光电池。在刀片上 打一个小的锥孔，一直通到刀 具的前面上，从切屑底面测定 辐射能，通过标定求得切屑底 面该点的温度。
(1)自然热电偶法
热电偶的热端
切削过程中，工件、刀具通常是由两种不同的金属材料组成的。 在刀具与切屑和刀具与工件接触区总存在着相当高的切削温度
热电偶的冷端 离接触区较远的工件与刀具处一般保持在室温状态
切削温度的测量方法
1、热电偶法 热电偶法包括自然热电偶法和人工热电偶法。
(1)自然热电偶法
可用导线将工件与刀具的冷端接到仪表上，即可将切削热电势显示和 记录下来。根据事先作出热电偶的标定曲线（温度与毫伏值的对应关 系曲线），即可求得刀具与切屑和刀具与工件接触面的平均温度，即 切削温度。
1—激光管； 2—光栅； 3、4—透镜； 5—光敏元件； 6—刀片； 7—刀体
用光电传感器测量刀具与切屑接触面 温度分布的示意图
切削温度的测量方法
用辐射测温法测量工件与刀具侧面的 温度分布的示意图
热敏电阻传感器
优点 测定区域的直径只有0.15 mm，因此， 可缩小不同测定点之间的距离。
缺点 只能测量刀具侧面的温度而不能测量垂 直切削刃工作部位中间剖面的温度。
切削温度
切削温度是指切削区域的平均温度。 切削温度的高低取决于产生热量的多少和热量传散的快慢。
切削温度
(1)切削温度计算
用实验方法得到的计算切削温度的指数公式为：
C
v z c
第三章切削力与切削温度
3.1.4 影响切削力因素
•刀具几何角度影响
•◆ 前角γ0 增大，切削力减小。 •◆主偏角κr 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和走 刀抗力影响显著（ κr ↑—— Fy↓，Fx↑）
•切削力F •切 削 力 / N
•γ0 - Fz
•γ0 – Fy •γ0 – Fx
•前角γ0
•图3-17 前角对γ0切削力的影响
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第三章切削力与切削温度
3.1.1 切削力及切削分力
•切削力分解(假设总切削力在主剖面P0内)
•F
z
•κr
•F
x
•F •Fxy
y
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•v •Fxy
•f •F
r
•吃刀抗力 •F
y •Fxy
•F •走刀抗力
x
•Fz•主切削力
•F •总切削力
r
•图3-1 切削力的分解
第三章切削力与切削温度
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第三章切削力与切削温度
•3.2.3 影响切削温度的主要因 素
•刀 具 几 何 参 数 的 影 响
➢ 前角o↑→切削温度↓
➢ 主偏角r↑→切削温度↑
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第三章切削力与切削温度
•3.2.3 影响切削温度的主要因 素
•其它因素的影响
• 1. 刀具磨损的影响 • 刀具后面磨损量增大，切削温度升高 •
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•220
•0180
•κr - Fz
•表3-6
•0140
•0100
•κr – Fx
0
•60
•κr – Fy
0 •20
0
•30 •45 •60 •75 •90
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！。
切削热和切削温度
切削热和切削温度切削过程中产生的切削热对刀具磨损和刀具寿命具有重要影响，切削热还会使工件和刀具产生变形、残余应力而影响加工精度和表面质量。
一、切削热的产生与传导切削热来源于两个方面，一是切削层金属发生弹性和塑性变形所消耗的能量转换为热能；二是切屑与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。
切削过程中的三个变形区就是三个发热区域。
切削过程中所消耗能量的98%~99%都将转化为切削热。
切削热由切屑、工件、刀具及四周的介质（空气，切削液）向外传导。
影响散热的主要因素是：（1）工件材料的导热系数工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量增多，切削区温度就低。
工件材料导热系数低，切削热传导慢，切削区温度就高，刀具磨损就快。
（2）刀具材料的导热系数刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
（3）四周介质采纳冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。
车削加工时产生的切削热多数被切屑带走，切削速度越高，切削厚度越大，切屑带走的热量越多；传给工件的热量次之，约为30%；传给刀具的热量更少，一般不超过5%。
钻削时，由于切屑不易从孔中排出，故被切屑带走的热量相对较少，只有30%左右，约有50%的热量被工件汲取。
二、切削温度的测量测量切削温度的方法许多，有热电偶法、辐射热计法、热敏电阻法等。
目前常用的是热电偶法，它简洁、牢靠、使用便利。
1. 自然热电偶法；2. 人工热电偶法。
三、影响切削温度的主要因素1．切削用量对切削温度的影响、、增大，单位时间内材料的切除量增加，切削热增多，切削温度将随之上升。
但、和对切削温度的影响程度不同，切削速度对切削温度的影响最为显著，次之，最小，缘由是：增大，前刀面的摩擦热来不及向切屑和刀具内部传导，所以对切削温度影响最大；增大，切屑变厚，切屑的热容量增大，由切屑带走的热量增多，所以对切削温度的影响不如显著；增大，刀刃工作长度增大，散热条件改善，故对切削温度的影响相对较小。
切削温度的测量
四、实验报告的要求
（一）实验名称 （二）实验目的 （三）实验条件 （四）数据记录与整理 （五）实验结果 1.切削速度 对切削温度的影响 a. 实验参数：工件直径 ；ap＝ ；f＝ ； γo ＝ ； b. 在双对数坐标纸上绘出曲线 c. 计算 2.进给量 对切削温度的影响 a. 实验参数：工件直径 ；ap＝ ；f＝ ； γo＝ ； b.在双对数坐标纸上绘出曲线 c.计算 d.求出经验公式
三、实验内容及步骤
自然热电偶法是利用工件和刀具材料化学 成份的不同，分别将工件、刀具与机床绝缘 后组成热电偶的两极。当工件与刀具接触区 的温度升高后，形成热电偶的热端，工件的 引出端和刀具的尾端保持室温形成热电偶的 冷端，这样在刀具与工件的回路中（见图31）便产生了温差电动势，且热电势的大小 与温度的高低有一定的关系。实验前刀具— 工件热电偶应进行标定，求出温度与热电势 的标定曲线。实验时根椐切削过程中测到的 电动势毫伏值，在标定曲线上即可查出相对 应的温度值。自然热电偶法测到的温度仅是 刀—屑、刀—工件摩檫面的平均温度，不 能测量切削区指定点的切削温度。
1）改变切削速度vC；记录电动势的毫伏值；在标定曲线上 查出对应温度；将数据填入记录表。
2）在双对数坐标纸上画出θ－vC线，求出表达切削区平均温 度同切削速度vC的单项切削温度指数关系：
c（v2）cz
其中： θ －切削温度；cθv－对单因素vC的切削温度公式的系 数；一般， z θ =0.26-0.41，进给量越大, z θ值越小.
123456
(六) 分析 分析比较各因素对切削温度的影响。
1）改变进给量f；记录电动势的毫伏值；将数据填入记录表 ；在标定曲线上查出对应温度。
2）在双对数坐标纸上画出θ －f线，求出表达切削区平均温 度与进给量 的单项切削
高速切削过程测温方法综述
高 速 切 削 过 程 测 温 方 法 综 述
李 涛 鲁 世红 （ 京航 空航 天大学 机 电学院 。 京 ２０ １ ） 南 南 １０６
Ｓｕ ｍｍａｒ ｆｃ ｔ ｎ ｅ ｙ ｏ ｕ ｔ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｉ ｐ ｅ ｕ ｔ ｇ ｉ ｅ ａ ｕ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｉ ｈｇｈ ｓ ｅ ｄ ｃ ｔｉ ｎ ｎ
效果 。
光纤红 外测温仪传感 头小 ， 电路 简单 ， 积小 ， 体 价格 经济
测 刀具 测工 件
且易于安装 ， 输出信号可直接接 人数据采集器 ， 响应时 间快 （ 最 快已达 到 ｌ ｓ ｏ因此 ， ｍ 采用光纤红外测温法对高速切削加工中 温度进行实施监测是可行而有效 的 ，它能快速反映工件温度场 的变化 ， 其准确度 可达 ±１ 完全满足要求。 ℃，
原 理 装置 如 图 １ 示 。 所
测 温时 ． 刀具与工件接触 区产生 的高温 （ 热端 ） 与刀具 ， 工 件引出端 （ 冷端 ） 形成温差 电动势 ， 根据切 削实验 中测 出的热 电 动势毫伏值 ， 可在标定 曲线上查 出对应的温度值 。 采用 自然 热电 偶法测量切削温度简便可靠 ， 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。 值得注意的是 ， 自然热 电偶 用 法 只能测出切 削区域 的平均温度 ，无法测得切削 区域指定点的
合金 和涂层材料 ， 钻孔 比较困难 ， 因此限定 了该方法 的应用。
可测得温度场的分布和最高温度 的位置。对于特定 的人工热 电
光密介质。 上诉角度称为全反射临界角 ， 光就在纤 芯中曲折反射
前 进而不会泄漏ｆ ３ １ 。
一
１１ ．． ３半人 工热 电偶 法
切削测试实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过切削测试，了解不同切削参数对切削过程的影响，分析切削过程中产生的切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数的变化规律，为切削工艺的优化提供理论依据。
二、实验原理切削实验是在切削过程中，通过测量切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数，分析切削过程中的各种因素对切削效果的影响。
实验原理如下：1. 切削力：切削力是切削过程中产生的阻力，与切削速度、切削深度、刀具几何参数等因素有关。
2. 切削温度：切削温度是切削过程中产生的热量，与切削速度、切削深度、刀具材料、工件材料等因素有关。
3. 切削速度：切削速度是切削过程中工件表面与刀具相对运动的速度，与切削力、切削温度、切削深度等因素有关。
4. 切削深度：切削深度是切削过程中工件表面与刀具之间的距离，与切削力、切削温度、切削速度等因素有关。
三、实验内容1. 实验材料：选用碳素结构钢（Q235）作为工件材料，高速钢（W6Mo5Cr4V2）作为刀具材料。
2. 实验设备：C620-1型车床、传感器、数据采集系统、温度计等。
3. 实验步骤：（1）将工件安装在车床上，调整刀具位置，使刀具与工件接触。
（2）启动数据采集系统，记录切削力、切削温度、切削速度、切削深度等参数。
（3）改变切削速度、切削深度、刀具几何参数等参数，重复步骤（2）。
（4）分析实验数据，总结切削过程中的变化规律。
四、实验结果与分析1. 切削力与切削速度的关系：实验结果表明，切削力随切削速度的增加而增大。
这是因为在高速切削过程中，切削刃的磨损加剧，导致切削力增大。
2. 切削力与切削深度的关系：实验结果表明，切削力随切削深度的增加而增大。
这是因为切削深度越大，切削刃所承受的切削阻力越大，从而导致切削力增大。
3. 切削温度与切削速度的关系：实验结果表明，切削温度随切削速度的增加而增大。
这是因为切削速度越高，切削过程中的热量越多，导致切削温度升高。
4. 切削温度与切削深度的关系：实验结果表明，切削温度随切削深度的增加而增大。
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。
金属切削温度测量方法研究
金属切削温度测量方法研究以《金属切削温度测量方法研究》为标题，撰写一篇3000字的中文文章一、绪论金属切削过程中，温度是影响金属切削性能的关键因素。
一方面，温度依据物理机械钝化规律，影响切削刀具的硬度及强度；另一方面，温度高低对被加工材料的塑性变形有直接影响，当温度不正确时，会造成材料的损伤及产品质量的下降。
因此，准确的金属切削温度测量是提高金属切削产品质量的关键一步，同时也是推动金属加工领域发展的重要因素。
本文将探讨金属切削温度测量方法，以期提供科学准确的金属切削温度控制策略，从而获得优质的金属加工制品。
二、金属切削温度测量方法2.1向热流计量法切向热流计量法是定量测量切削过程中的热量转移量的一种方法，通过测量切削液或切削热量转移的冷却器内的温度变化量来反映金属切削温度的变化。
切向热流计量法的测量，可以采用多种形式。
如利用涡街流量计测量冷却剂的流量，并通过变温实验法计算出切削液的热吸收率等，以及利用液力传感器测量冷却剂的温度变化，以及利用温度分布嘴测量热量在切削过程中的分布情况等等方法。
2.2释电传感器测量法热释电传感器测量法也被称为红外测温法，是利用热释电特性测量金属切削温度的一种方法。
其核心原理是利用被测物体的热辐射能量来检测，并计算出物体的温度。
热释电传感器测量法的优点是，其可以在短时间内快速准确的测量出金属切削的温度，同时可以精确的检测出切削过程中温度的变化趋势，从而获得更加精确的金属切削参数。
2.3电阻传感器测量法热电阻传感器测量法也被广泛应用于金属切削温度测量中，热电阻传感器测量法的核心原理是利用热电阻特性测量金属切削过程中的温度变化。
其优点是，热电阻传感器测量法可以有效的抑制由于高温和低温环境的影响，具有较强的稳定性，还可以抵抗高温和多变性，同时可以避免温度量程及温度测量精度的影响，从而获得更准确的温度测量结果。
三、结论金属切削温度测量方法是控制金属切削质量的一个关键因素，同时也是金属切削技术发展的基础。
第三节__切削热和切削温度
三、影响切削温度的主要因素
切削温度高低取决于两个方面：产生的热量和散热速度。 产生的热量少，散热速度高，则切削温度低；或者上述之一起主导作 用，也会降低切削温度。 因而，凡是能影响产生的热量和散热速度的因素均会影响切削温度的高低
学习目的
通过对切削热的来源、切削温度的分布及影响因素进行
研究，以便控制切削热和切削温度对切削过程的影响。
学习内容
一、切削热的来源及传出 二、切削区的温度及其分布 三、影响切削温度的主要因素
一、切削热的来源及传出
1、切削热来源
1）被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功， 这是切削热的一个重要来源。 2）切屑与前刀面之间的摩擦耗功产生出大量的热量。 3）工件与后刀面之间的摩擦耗功产生出大量的热量。 因此，切削时共有三个发热区域 剪切面 切屑与前刀面接触区 后刀面与过渡表面接触区
所以，切削热的来源就是切屑变形功和前、后刀面的摩擦功。
根据切削理论，切削变形和摩擦而产生的热量.
在剪切面上的塑性变形产生的热量最多。 单位时间内产生的切削热的计算公式
Q —单位时间内产生的切削热（J/s）； Fc—主切削力（N）； Vc—切削速度（m/s）。
注：该公式中忽略了进给运动所消耗的功率，且假定主运动所消耗的功全部转化为热能。
3）实际意义： 从降低切削温度的角度出发，切削用量的选择原则：为提高切削效率， 应优先选用较大的背吃刀量，其次增加进给量，最后确定刀具和机床性 能允许的最大切削速度。
切削温度测量方法概述..
热工测量仪表作业切削温度测量方法概述Summary of Cutting Temperature MeasurementMethods作者姓名：王韬专业：冶金工程学号：20101360指导老师：张华东北大学Northeastern university2013年6月切削温度测量方法概述王韬东北大学摘要：高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分,切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容。
本文根据国内外高速切削温度测量方法的研究现状，对目前常用的切削温度测量方法进行了分类和比较，主要包括接触式测温、非接触式测温和其他测量方法三种，详细介绍了热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等几种常用切削测温方法的基本原理、优缺点、适用范围及发展状况；介绍了几种新型高速切削温度测量方法。
最后对各种测量方法作了比较，探讨了切削温度实验测量方法研究的发展方向。
关键词: 切削温度，测量方法，发展状况Summary of Cutting Temperature Measurement MethodsWang TaoNortheastern universityAbstract: High-speed machining has become an important part of the contemporary advanced manufacturing technology. Cutting heat and cutting temperature is the important content of high speed cutting technology research. This paper gives the background to the measurement of metal cutting temperatures and a review of the practicality of the various methods of measuring cutting temperature while machining metals. Classify the cutting temperature measurement methods, mainly including non-contact temperature measurement, non-contact temperature test of other three kinds of measurement methods; Introduced the thermocouple method, radiation method, radiation method and metallographic structure of the basic principle of several kinds of commonly used cutting temperature measurement method, the advantages and disadvantages, applicable scope and the status of the development; Several new high-speed cutting temperature measurement methods are introduced. Finally discusses the development direction of cutting temperature experiment measurement method research for a variety of measurement methods.Keywords:metal cutting, cutting temperature, measurement method目录摘要 (I)1引言 ................................................................................................................................. - 1 -2接触式测量方法 ................................................................................................................ - 1 -2.1 自然热电偶法 ............................................................................................................ - 1 -2.2 人工热电偶法 ............................................................................................................ - 2 -2.3 半人工热电偶法 ........................................................................................................ - 3 -3 非接触式测温 ................................................................................................................... -4 -3.1 红外辐射法红外 ........................................................................................................ - 4 -3.2 增强CCD 相机法 ..................................................................................................... -5 -3.3 红外—光学法 ............................................................................................................ - 5 -3.4金相结构法 .............................................................................................................. - 6 -4 其他切削温度测量方法 ................................................................................................... - 6 -5 切削测温技术发展方向 ................................................................................................... - 7 -6 总结................................................................................................................................... -7 -参考文献 ............................................................................................................................... -8 -1引言在机械制造业中,虽然已发展出各种不同的零件成型工艺,但目前仍有90%以上的机械零件是通过切削加工制成。
铣削加工中的切削温度
铣削加工中的切削温度铣削加工是一种常见的金属加工方式，它可以通过移动刀具以切削的方式将工件表面上的材料去除，以达到工件形状和尺寸的要求。
在铣削加工中，切削温度是一个重要的参数，它可以影响刀具的寿命、表面质量和加工效率等方面的指标。
本文将探讨铣削加工中的切削温度问题，包括切削温度的产生机理、切削温度的测量方法、以及影响切削温度的因素等。
一、切削温度的产生机理在铣削加工中，刀具与工件表面之间的相互作用可以引起切削温度的产生。
具体来说，切削过程中，由于刀具和工件之间的摩擦和冲击，工件表面上的材料开始热变形，且温度逐渐升高。
当温度达到一定值时，工件表面上的材料开始软化、熔化、甚至汽化，产生切屑并在工件表面形成新的金属层。
此时，切削温度已经达到了一个较高的水平，严重影响了刀具寿命和加工效率。
二、切削温度的测量方法切削温度的测量方法有很多种，常见的有红外线测温法、热电偶测温法、纳米压电传感器测温法等。
其中，红外线测温法是一种简单而又常用的方法。
它通过测量工件表面的红外辐射来间接地反映表面的温度，并可以实现非接触式测量。
热电偶测温法是一种直接测量表面温度的方法，可以通过在刀具和工件表面上安装热电偶来实现温度的实时监测。
纳米压电传感器测温法则是一种需要安装在刀具上的传感器，可以实时测量刀具所在位置的温度，并且具有较高的测温精度。
三、影响切削温度的因素切削温度受到很多因素的影响，包括材料、刀具、加工参数等。
首先是材料的影响。
不同的材料有不同的热导率、热膨胀系数以及热容量等物理特性，这些特性决定了材料受热后的温度变化速率。
其次是刀具的影响。
不同材质的刀具在切削过程中承受的热量和温度分布有所不同，同时刀具与工件表面的接触面积也会影响所产生的切削温度。
最后是加工参数的影响。
例如切削速度、进给量以及切削深度等参数都会对切削温度产生影响。
当切削速度和进给量增加时，切屑的产生速度和温度同时增加，导致了更高的切削温度。
四、结论切削温度是铣削加工中一个重要的参数，它不仅可以影响切削过程中的工件表面质量和加工效率，也直接影响刀具的寿命和切削力的大小。
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。
2.3切削热与切削温度
在金属切削过程中， 在金属切削过程中，正确的使用切削 液可以减少摩擦； 液可以减少摩擦；降低切削温度和切削 力；减少切屑与道具的粘结抑制积屑瘤 和鳞刺得生长；提高零件的便面质量； 和鳞刺得生长；提高零件的便面质量； 保证加工精度和提高生产效率。 保证加工精度和提高生产效率。
切削液的作用 （1）冷却作用 ） （2）润滑作用 ）
（5）切削液 ）
利用切削液的润滑功能 降低摩擦系数，减少切削热 的产生，也可利用它的冷却 功用吸收大量的切削热，所 以采用切削液是降低切削温 度的重要措施。
刀具主后面磨损 时，后角减小，后面 与工件间摩擦加剧。 刃口磨损时，切屑形 成过程的塑性变形加 剧，使切削温度增大。
图
前角与切削温度的关系
六、切削液
切削液的选用
•按工件材料选用 加工钢等塑性材料时，需要切削液；加工 按工件材料选用 铸铁等脆性材料时，不用切削液。 •按刀具材料选用 高速钢刀具耐热性差，粗加工时应选用以 按刀具材料选用 冷却作用为主的切削液，以降低切削温度；在精加工时应使 用润滑性能好的极压切削油或高浓度的极压乳化液，以提高 加工表面质量。硬质合金刀具由于耐热性好，一般不用切削 液； •按加工方法选用 对半封闭、封闭加工，选用极压乳化液或 按加工方法选用 极压切削油，以对切削区进行冷却、润滑和对切屑冲洗。磨 削加工时，由于磨削区温度很高，磨屑会破坏已磨削表面质 量,要求切削液具有良好的冷却、清洗、排屑和防锈性能，一 般选用乳化液。
切削液的添加剂
为改善切削液 性能所加入的化学 物质，称为添加剂。 物质，称为添加剂。 用以改善在较低温度 下切削液的极压添加剂 极压添加剂
比油性添加剂 能耐较高的温度。 能耐较高的温度。
3.表面活性剂 表面活性剂
切削温度及其测量方法
三、 切屑变形
研究切削过程的目的在于找出切屑的变 形规律，要说明这些规律，就必须给些 切屑变形程度的表示方法。
切削层金属变形主要是剪切滑移变形， 应此我们用相对滑移来表示切削层变形 程度。
1、 相对滑移
由材料力学知，剪切变形可用相对滑移 来表示。假定平行四边形OHNM受到剪切 变形后成为OGPM,其相对滑移ε可写成 ε =△S/ △y
二、 第一变形区的变形
正如图3.4所示，图中OA、OB、OM均为等应力线， OA线上的应力达最דmax。
当切削层金属的某点P向切削刃逼近到达点1位置时， 由于OA线上的剪切应力ד
已达到材料屈服强度דs，故 点1流动到点2，2’2则为滑移 量。由于塑性变形过程中材料 的强化，不同等应力线上的应 力将依次逐渐增大。OM线上 的应力已达到最大值דmax。
在DA、CB线的两侧还会产生一系列滑移线，但都分别交于D、C处。
图3.2（b）所示情况与 图3.2 （a）的区别仅在于： 切削时，工件上DB线以下还 有基体材料的阻碍，故DB线 以下的材料将不发生剪切滑 移变形即剪切滑移只在DB线 以上沿DA方向进行，DA就 是切削过程的剪切滑移。
当然，由于刀具有前角 及工件间有摩擦作用，剪切 滑移变形会比较复杂罢了。
KC =
Fc AD
N
mm2
式中AD ----切削面积（mm2）
切削力的经验公式
用测力仪测出切削力，再将实验数据加以适当处理，
可以得到切削力的经验公式。切削力的经验公式通常是
以切削深度ap和进给量f为变量的幂函数，其形式如下：
Fc
9.81CFc ap xFc
f
v K yFc nFc
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热工测量仪表作业切削温度测量方法概述Summary of Cutting Temperature MeasurementMethods作者姓名：王韬专业：冶金工程学号：20101360指导老师：张华东北大学Northeastern university2013年6月切削温度测量方法概述王韬东北大学摘要：高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分,切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容。
本文根据国内外高速切削温度测量方法的研究现状，对目前常用的切削温度测量方法进行了分类和比较，主要包括接触式测温、非接触式测温和其他测量方法三种，详细介绍了热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等几种常用切削测温方法的基本原理、优缺点、适用范围及发展状况；介绍了几种新型高速切削温度测量方法。
最后对各种测量方法作了比较，探讨了切削温度实验测量方法研究的发展方向。
关键词: 切削温度，测量方法，发展状况Summary of Cutting Temperature Measurement MethodsWang TaoNortheastern universityAbstract: High-speed machining has become an important part of the contemporary advanced manufacturing technology. Cutting heat and cutting temperature is the important content of high speed cutting technology research. This paper gives the background to the measurement of metal cutting temperatures and a review of the practicality of the various methods of measuring cutting temperature while machining metals. Classify the cutting temperature measurement methods, mainly including non-contact temperature measurement, non-contact temperature test of other three kinds of measurement methods; Introduced the thermocouple method, radiation method, radiation method and metallographic structure of the basic principle of several kinds of commonly used cutting temperature measurement method, the advantages and disadvantages, applicable scope and the status of the development; Several new high-speed cutting temperature measurement methods are introduced. Finally discusses the development direction of cutting temperature experiment measurement method research for a variety of measurement methods.Keywords:metal cutting, cutting temperature, measurement method目录摘要 (I)1引言 ................................................................................................................................. - 1 -2接触式测量方法 ................................................................................................................ - 1 -2.1 自然热电偶法 ............................................................................................................ - 1 -2.2 人工热电偶法 ............................................................................................................ - 2 -2.3 半人工热电偶法 ........................................................................................................ - 3 -3 非接触式测温 ................................................................................................................... -4 -3.1 红外辐射法红外 ........................................................................................................ - 4 -3.2 增强CCD 相机法 ..................................................................................................... -5 -3.3 红外—光学法 ............................................................................................................ - 5 -3.4金相结构法 .............................................................................................................. - 6 -4 其他切削温度测量方法 ................................................................................................... - 6 -5 切削测温技术发展方向 ................................................................................................... - 7 -6 总结................................................................................................................................... -7 -参考文献 ............................................................................................................................... -8 -1引言在机械制造业中,虽然已发展出各种不同的零件成型工艺,但目前仍有90%以上的机械零件是通过切削加工制成。
在切削过程中,机床作功转换为等量的切削热,这些切削热除少量逸散到周围介质中以外,其余均传入刀具、切屑和工件中,刀具、工件和机床温升将加速刀具磨损,引起工件热变形,严重时甚至引起机床热变形。
因此,在进行切削理论研究、刀具切削性能试验及被加工材料加工性能试验等研究时,对切削温度的测量非常重要。
测量切削温度时,既可测定切削区域的平均温度,也可测量出切屑、刀具和工件中的温度分布。
已有的高速切削温度测量方法，可以归纳为接触式测温、非接触式测温和其他测量方法三种。
常用的切削温度测量方法主要有热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等。
2接触式测量方法当两种不同材质组成的材料副接近并受热时，会因表层电子溢出而产生溢出电动势，并在材料副的接触界面间形成电位差(即热电势)。
由于特定材料副在一定温升条件下形成的热电势是一定的，因此可根据热电势的大小来测定材料副的受热状态及温度变化情况。
采用热电偶法的测温装置结构简单、测量方便，是目前较成熟也较常用的切削温度测量方法。
根据不同的测量原理和用途，接触式测量方法又可细分为以下几种：2.1 自然热电偶法自然热电偶法的刀具和工件，组成自然热电偶的材料副，通过测量热电偶两端的热电势，确定切削区域的温度。
自然热电偶法主要用于测定切削区域的平均温度。
采用自然热电偶法的测温装置，如图1所示。
图1自然热电偶法测量切削温度示意图它是利用刀具和工件分别作为自然热电偶的两极，组成闭合电路测量切削温度。
刀具引出端用导线接入毫伏计的一极，工件引出端的导线通过起电刷作用的铜顶尖接入毫伏计的另一极。
测温时，刀具与工件引出端应处于室温下，且刀具和工件应分别与机床绝缘。
切削加工时，刀具与工件接触区产生的高温(热端)与刀具、工件各自引出端的室温(冷端)形成温差电势，切削温度越高，该电势值越大。
切削温度与热电势毫伏值之间的对应关系可通过切削温度标定得到。
根据切削实验中测出的热电势毫伏值，可在标定曲线上查出对应的温度值。
其存在的问题是：测得的是刀—工接触面的平均热电势，不太适合于精确测量切削区域的绝对温度，也不能捕捉瞬态的温度分布，在有积屑瘤时，测量结果不准确，要求刀具和工件都能导电，且受刀具和工件材料脆性和电阻率的限制；不适用于工件微熔状态时的温度测量；需要对刀具和工件精确标定，并会产生较大的噪音信号，当材料变换后，必须重新标定。