[发明专利]平面磨削的磨削区温度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨削温度测量方法，尤其是一种用于平面磨削时，磨削区温度测量方法。

背景技术

在精密磨削过程中，磨削区温度对被加工零件的表面质量和砂轮磨粒的切削性能有很大影响。当磨削区温度较高时，会使零件表层金相组织发生变化，出现磨削烧伤。磨削区更高的瞬时温度，在磨削和冷却过程中，形成热应力，使被磨零件表层产生较大的残余应力，甚至使表面产生裂纹。为避免上述现象发生，目前平面磨削过程大多依靠操作工人的经验来选取加工工艺参数进行磨削加工，难以达到最佳效果。因此，如何有效测量平面磨削时的磨削区温度，对优化磨削工艺参数及对提高工件磨削质量和磨削效率有重要意义。

本发明专利在基于热电偶的原理上，发明一种有效的平面磨削区温度测量装置。通过对新型磨削区温度测量装置进行标定、实验采集数据的滤波处理及实验测量结果比较分析，该实验结果验证了此方法可有效应用于优化平面磨削区温度测量。依据此实验测量温度结果可对平面磨削加工工艺参数进行优化，避免了工件产生磨削烧伤及较大残余应力等现象，提高了磨削加工效率和磨削工件表面质量。

发明内容

本发明是要提供一种平面磨削的磨削区温度测量方法，用于优化平面磨削工艺参数有效避免工件产生磨削烧伤及较大残余应力等现象，提高磨削加工效率和磨削工件表面质量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是；一种平面磨削的磨削区温度测量方法，具体步骤是：

1）          制作热电偶测温传感器

用导线                                               和导线将不同材料的导体磨削工件和热电偶材料康铜片两端连接，并将磨削工件和康铜片之间用云母片绝缘组正，形成测量用热电偶测温传感器；

2）          标定热电偶测温传感器

制作的待标定热电偶测温传感器和磨削工件放置在油箱的支架上，通过采用油温闭环反馈控制传感器的加热控制面板控制加热器对煤油进行加热，标定中采用一个标准热电偶测量油温的实际温度，同时采用水银传感器的测量温度作为参考；在标定过程中，温度变化控制范围为0℃-150℃，每次要在油温稳定后读取待标定热电偶测温传感器和标准热电偶的温度值；通过标定后，使标定的热电偶测温传感器与标准热电偶的测温最大偏差≤0.5℃；

3）测量磨削区温度

在磨削加工过程中，首先将导线和导线接入带有冷端补偿功能的采集卡和计算机，然后设置砂轮转速为V_s和工作台速度为V_w进行磨削实验加工，磨削工件一经磨削，磨削工件与热电偶材料康铜片在顶部互相搭接或焊在一起形成热电偶节点，最后通过带有冷端补偿功能的屏蔽式采集卡及屏蔽电缆在计算机显示和记录测试的磨削区温度值。

在测量磨削区温度时，采用切比雪夫II型数字滤波器对采集的数据进行低通滤波处理，去除冷却液及电磁环境等高频干扰信号对实验测量结果的影响：

设定数据采集卡的采样频率为=250kHz，启动机床，设定砂轮转速为V_s、工作台速度为V_w，而使砂轮与磨削工件无接触时，通过数据采集卡和计算机所采集的信号视为干扰信号，通过其频率成份分析，确定低通滤波器的截止频率。

本发明的有益效果是；

本发明采用热电偶原理，由两种不同成分的导体两端接合成成回路，当两接合点热点偶温度不同时，就会在回路内产生电动势，通过相应仪表就可以显示出热电偶产生的电动势所对应的温度值。

通过该发明专利，可较为准确地测量平面磨床磨削工件时的磨削区温度，通过优化平面磨削加工工艺参数可有效避免工件产生磨削烧伤及较大残余应力等现象，该发明专利对提高工件磨削表面质量和磨削效率有重要意义。

附图说明

图1是测量传感器结构原理图；

图2是实验用热电偶传感器标定原理图；

图3是平面磨削区温度测试示意图；

图4是测试工件磨削区温度—时间曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所用的热电偶测温传感器18由导线4和导线5将不同材料的导体磨削工件1和热电偶材料康铜片2两端连接，并将磨削工件1和康铜片2之间用云母片3绝缘组成。