一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法技术

本发明专利技术提供了一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，属于机械加工领域，具体包括步骤一至步骤六：其中步骤一为利用标定方法标定出硬质合金——颗粒增强钛基复合材料的热电偶标定曲线；步骤二为搭建实验平台，利用硬质合金刀具对颗粒增强钛基复合材料开展车削试验，测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势，并根据所述步骤一换算成切削温度；步骤三为测量车削时切屑的红外测量温度；步骤四为以自然热电偶测得的切削温度为标准，将测得的所述切削温度与标准切削温度进行比对，得出红外温度与标准温度的对应关系；通过这种间接测量的方法测出的数据准确度更高，测量更加方便，操作更加简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域，具体而言，涉及一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法。
技术介绍
车削即车床加工，车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工。车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。颗粒增强钛基复合材料兼具钛合金与非金属增强体的综合性能，与基体钛合金相比，具有更高的比强度、比刚度，优异的抗蠕变、耐高温等极佳的物理性能和力学性能，在航空航天、电子信息及半导体照明和交通运输等领域有着重大且迫切的战略需求。颗粒增强钛基复合材料的切削加工性比钛合金更差。涂层刀具是车削航空航天等难加工材料广泛采用的刀具材料，是常用来车削颗粒增强钛基复合材料有效的刀具之一。在车削加工中，切削温度是切削过程的一项重要的性能指标，它直接反映了切削过程中切削热的产生，直接影响到切削力、已加工表面质量、刀具磨损、刀具寿命、加工成本和加工效率。涂层刀具常采用CVD或者PVD方法进行涂层，由于涂层的种类及厚度不一，且涉及刀具生产企业的配方及工艺问题，无法准确获知涂层的材料类型，无法用传统快加热标定方法对涂层刀具的热电偶标定。因此在涂层刀具车削加工中不可避免地要遇到切削温度测量的问题。近年来，国内外研究人员针对涂层刀具温度标定开展了一些研究，取得了一些进展。目前常用的方法有热电偶标定法、红外测温、涂层本身作为传感器测量方法等。但是热电偶标定法只是改变了加热方法，还是没有办法解决涂层标定试样的问题，红外测温方法测量的只是靠近切削区域的温度，实际切削区域温度要比切削区域的温度高，涂层本身作为传感器测量方法需要准确获知涂层材料的性能特点，但绝大多数的涂层材料性能特点还不明确。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，旨在解决上述问题。本专利技术是这样实现的：一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，包括以下步骤：步骤一：利用标定方法标定出硬质合金——颗粒增强钛基复合材料的热电偶标定曲线；步骤二：搭建实验平台，利用硬质合金刀具对颗粒增强钛基复合材料开展车削试验，测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势，并根据所述步骤一换算成切削温度；步骤三：测量车削时切屑固定流出点的红外测量温度；步骤四：以自然热电偶测得的切削温度为标准，将测得的所述切削温度与标准切削温度进行比对，得出红外温度与标准温度的对应关系；步骤五：将车削刀具换成涂层刀具进行车削，测得红外测量温度，通过所述步骤四得出的温度关系获得该条件下的车削温度；同时测量涂层刀具与颗粒增强钛基复合材料的热电势；步骤六：拟合出涂层刀具——颗粒增强钛基复合材料的标定曲线。进一步地，还包括步骤七：测量自然热电偶的热电势并通过标定曲线换算出对应的切削温度。进一步地，在所述步骤二中采用自然热电偶方法测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势。进一步地，在所述步骤三中利用红外测温仪发出的红外光束对准车削时切屑固定流出的点，得出红外测量温度。进一步地，在所述步骤三中红外测温仪采用固定的发射率。进一步地，在所述步骤五中将车削刀具换成涂层刀具进行车削后保持红外测温仪安装及测量位置不变。进一步地，在所述步骤五中采用自然热电偶法测量涂层刀具与颗粒增强钛基复合材料的热电势。进一步地，在所述步骤六中通过多元回归拟合的方法进行拟合。进一步地，在所述步骤六中通过变换不同车削速度、进给量及切削深度获取多个热电势与车削温度的对应关系之后再进行拟合。进一步地，所述实验平台包括用于安装红外测温仪的固定架，该固定架自下而上依次包括底座、调节杆及安装头，所述安装头球铰连接于所述调节杆的顶部；所述调节杆包括顶杆、底杆及调节套，所述顶杆及底杆沿竖向滑动连接，所述调节套设于顶杆及底杆的外部，调节套的下段与所述底杆转动连接，调节套的上段与顶杆螺接。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过上述设计得到的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，通过这种间接测量的方法测出的数据准确度更高，测量更加方便，操作更加简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法在实施过程中硬质合金刀具车削颗粒增强钛基复合材料车削温度测量试验平台的结构示意图；图2是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法在实施过程中涂层刀具车削颗粒增强钛基复合材料车削温度测量试验平台的结构示意图；图3是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法在实施过程中涂层刀具——颗粒增强钛基复合材料标定曲线的示意图；图4是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法中固定架的剖视示意图；图5是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法中固定架的主视示意图；图6是本专利技术实施方式提供的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法的固定架中调节套的轴测示意图。图中标记分别为：颗粒增强钛基复合材料101；红外测温仪102；红外光束103；红外测温点104；硬质合金刀具105；涂层刀具106；切屑107；固定架201；底座202；调节杆203；安装头204；顶杆205；底杆206；调节套207。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用标定方法标定出硬质合金——颗粒增强钛基复合材料的热电偶标定曲线；步骤二：搭建实验平台，利用硬质合金刀具对颗粒增强钛基复合材料开展车削试验，测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势，并根据所述步骤一换算成切削温度；步骤三：测量车削时切屑固定流出点的红外测量温度；步骤四：以自然热电偶测得的切削温度为标准，将测得的所述切削温度与标准切削温度进行比对，得出红外温度与标准温度的对应关系；步骤五：将车削刀具换成涂层刀具进行车削，测得红外测量温度，通过所述步骤四得出的温度关系获得该条件下的车削温度；同时测量涂层刀具与颗粒增强钛基复合材料的热电势；步骤六：拟合出涂层刀具——颗粒增强钛基复合材料的标定曲线。

【技术特征摘要】
1.一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用标定方法标定出硬质合金——颗粒增强钛基复合材料的热电偶标定曲线；步骤二：搭建实验平台，利用硬质合金刀具对颗粒增强钛基复合材料开展车削试验，测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势，并根据所述步骤一换算成切削温度；步骤三：测量车削时切屑固定流出点的红外测量温度；步骤四：以自然热电偶测得的切削温度为标准，将测得的所述切削温度与标准切削温度进行比对，得出红外温度与标准温度的对应关系；步骤五：将车削刀具换成涂层刀具进行车削，测得红外测量温度，通过所述步骤四得出的温度关系获得该条件下的车削温度；同时测量涂层刀具与颗粒增强钛基复合材料的热电势；步骤六：拟合出涂层刀具——颗粒增强钛基复合材料的标定曲线。2.根据权利要求1所述的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，其特征在于，还包括步骤七：测量自然热电偶的热电势并通过标定曲线换算出对应的切削温度。3.根据权利要求1所述的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，其特征在于，在所述步骤二中采用自然热电偶方法测量硬质合金刀具车削金属基复合材料的热电势。4.根据权利要求1所述的涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法，其特征在于，在所述步骤三中利用红外测温仪发出的红外光束对准车削时切屑...

【专利技术属性】
技术研发人员：宦海祥，许晓琴，曾勇，张红蕾，张春伟，李亮，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32