专利名称：刀具高速旋转时测温装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在加工机床刀具高速旋转切削过程中的温度测量装置，能直接接触式测量刀具-工件界面温度和定点测量工件中温度分布。
背景技术：
切削热及由此产生的切削温度是分析刀具磨破损状态及加工质量的重要依据，因为切削温度直接影响刀具体内和工件体内的热应力分布及其组织结构。高速加工技术随着数控加工设备与高性能加工刀具技术的发展而日益成熟。然而，昂贵的刀具要获得合理的使用寿命和加工效率以及得到满意的工件质量，就必须试验得出合理的工艺条件。高速切削时，刀具转速可达每分钟几万转，在这种条件下刀具与工件界面温度的测量，尤其实现直接接触式测量，是一个难题。到目前为止，只出现用红外测温法、光热辐射测温法等间接非接触式方法实现刀具高速旋转情况下切削温度的测量，尚未见任何能用传统的自然热电偶测温法实现立式刀具高速旋转情况下直接接触式测量刀具与工件界面温度的专利，也未见线切割剖分工件，埋设极细标准热电偶后再组装成整体，用于测量工件表面温度和体内温度场分布的专利。

发明内容
本实用新型的目的是公开一种用自然热电偶原理直接接触式测量旋转刀具-工件界面切削温度和利用标准热电偶定点测量工件表面和体内切削温度的装置。这种温度测量装置包括装在刀夹、刀具之间的中间环套、同步支架、连线、电子放大器、标准热电偶、工件、显示和记录仪表。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在高速旋转的刀具夹头和刀具之间安装一个紫铜中间环套，该环套上开有外环槽，紫铜连线套接于中间环套的外环槽上并引至和张紧于机床头部与刀具保持同步位移的绝缘支架上，接线再柔性延长至电子放大器的接口之一，与机床绝缘的工件上引出另一根紫铜连线并柔性连接至电子放大器的另一接口；这样当刀具与工件接触时，就组成自然热电偶。工件上根据需要用线切割成若干片，沿长、宽、高埋入若干极细标准热电偶后恢复组合成整体，标准热电偶接至电子放大器。电子放大器接输出显示设备。
本实用新型的有益效果是该装置结构简单，适用于在立钻、立铣、加工中心等高速机床上使用，能直接测量刀具与工件界面温度和定点测量工件表面及体内温度分布。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。


图1是本实用新型装置的原理示意图。
图中1.刀具夹头；2.刀具；3.紫铜中间环套；4.紫铜连线；5.机床头部与刀具保持同步位移的绝缘支架；6.电子放大器；7.工件；8.标准热电偶；9.显示、记录输出设备。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方案进行详述在加工机床高速旋转的刀具夹头(1)和刀具(2)之间安装一个精加工的紫铜中间环套(3)，该环套有适当长度露出刀夹端面，在此露出长度的外圆柱面上开有弧形截面外环槽，紫铜中间环套上套有绝缘套，使刀具与机床绝缘。为使刀夹夹紧刀具，可在紫铜环套(3)上开纵缝以抵偿紫铜的塑性变形。紫铜连线(4)套接于(3)的外环槽上并引至和张紧于绝缘支架(5)上，绝缘支架(5)固定在机床头部，与夹头(1)、刀具(2)、紫铜环套(3)保持同步位移，从绝缘支架(5)接出紫铜连线(4)柔性地延长接至电子放大器(6)的接口之一，与机床绝缘的工件(7)上引出另一根紫铜连线(8)并柔性连接至电子放大器(6)的另一接口，这样当刀具与工件接触时就形成了自然热电偶，切削过程中切削热在此自然热电偶中所引起的电势差经电子放大器(6)放大后被记录、显示仪表(9)连续记录、显示或由计算机采集，对照自然热电偶电压与温度标定值，就可读出刀具与工件界面切削温度和绘出切削温度动态变化曲线；工件(7)根据需要用线切割成若干片，沿长、宽、高埋入若干极细标准热电偶(8)后恢复组合成整体，标准热电偶(8)接至电子放大器(6)，电子放大器(6)输出的电压信号接显示、记录设备(9)或由计算机采集，对照热电偶电压与温度标定值，就可读出工件被切表面和体内定点切削温度的连续变化值并绘出温度分布曲线。
权利要求1.一种应用于加工机床刀具高速旋转情况下的切削温度测量装置，它包括装在刀夹与刀具之间的紫铜中间环套；套接于环套上的紫铜连线；张紧紫铜连线的绝缘同步支架；线切割成若干片埋入热电偶后再组装成整体并与机床绝缘的工件。该装置的特征在于在刀夹与刀具之间安装有精加工的紫铜中间环套，该环套上开有外环槽。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征是紫铜连线套接于紫铜中间环套的外环槽中。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征是紫铜连线张紧于绝缘同步支架上，保持连线与刀具的同步运动。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征是工件线切割成若干片埋入热电偶后再组装成整体并与机床绝缘，不同点处埋热电偶测工件温度分布。
专利摘要一种应用于加工机床刀具高速旋转情况下的切削过程中切削温度的测量装置在高速旋转的刀具夹头和刀具之间安装一个紫铜中间环套，其上开有外环槽，紫铜连线套接于中间环套的外环槽并张紧于机床头部与刀具保持同步位移的绝缘支架上，再延长至电子放大器，与机床绝缘的工件上引出另一根紫铜连线并连接至电子放大器，再接显示输出设备；工件上根据需要用线切割成若干片，沿长、宽、高埋入若干极细标准热电偶后恢复组合成整体。该装置结构简单，适用于在立钻、立铣、加工中心等高速机床上使用，能直接测量刀具与工件界面温度和测量工件中温度分布。
文档编号G01K7/02GK2652590SQ20032011688
公开日2004年11月3日 申请日期2003年10月10日 优先权日2003年10月10日
发明者全燕鸣, 林金萍, 王成勇 申请人:华南理工大学