实验三-切削温度实验.doc

实验三切削温度实验
一、实验目的和要求
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;
掌握自然热电偶现场快速标定的原理和方法,并获得其标定公式;
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,并熟悉自然热电偶标定与切削温度实验软件的具体操作。
二、实验原理与测量方法
1. 切削温度实验与标定系统的组成
切削温度实验系统由切削系统、切削温度实验仪器和计算机系统三大部分组成(图1、图3)。切削系统包括组成自然热电偶的工件(切屑)和硬质合金刀片,以及水银集电器、专用测温车刀等。切削温度实验仪器包括室温采集与数显板、三路高精度高倍率线性放大板以及为自然热电偶快速标定提供加热电源与控制的元器件等。计算机系统包含12位A/D板、计算机主机及其外设。此外,本系统还设置了自然热电偶标定附件。
系统使用接插线缆连接:
切削系统Û切削温度实验仪器;
标定电源连接;
切削温度实验仪器Û计算机系统之间有两组扁平线接插件。
图1 自然热电偶测温系统框图
仪器电源线与普通的计算机电源线相同。
切削温度实验仪器接地螺钉位于其背面的钢板上,请务必将切削温度实验仪器用电线连接到符合标准的地线上!
图2 在车床上的切削温度实验系统全貌
2. 切削温度的测量方法
在切削过程中,硬质合金刀片和工件(切屑)组成了自然热电偶,切削温度实验就是将这个自然热电偶作为传感器来测量切屑温度的。切削时,自然热电偶产生的是温差热电势和温差热电流,“刀-屑”及“刀-工”接触区的高温端温度与硬质合金刀片另一端的冷端温度之差相当显著,所以,产生的热电势可以测量得到。硬质合金刀片作为自然热电偶的一个热电极,工件和切屑作为另一极。再将工件和切屑组成的这一极分成两部分,前者包括被切削加工的工件和与其紧密相连的一段切屑,后者就是一段切屑,这两段切屑端部的电压就是实验的检测对象——自然热电偶的热电势值。由于工件和切屑组成的热电极的前一部分是随着机床主轴旋转的,为将旋转着的切屑的热电势引导出来,便于检测,实验采用了水银集电器。
需要特别关注的是绝缘问题,在这里,由于棒状工件采用了尾顶尖,必须在尾顶尖莫氏锥面和车床尾座主轴莫氏锥孔之间进行绝缘处理,常用的方法是在尾顶尖莫氏锥面上涂塑或贴上一层塑料薄膜。当然,硬质合金车刀刀体与四方刀架之间(上、下两面),也需要垫上绝缘垫片。
图3 切削温度实验总体布局图
三、切削温度的实验方法
1. 准备工作
(1) 将工件、***以及所用到的附件装在机床上,并用万用表检查***、工件与机床的绝缘情况。
(2) 熟悉车床操作手柄及操作方法,注意安全事项。
(3) 选定切削用量采用单因素法和正交法进行切削实验。
(4) 熟悉数显箱的使用和读数,并将读数调零。
(5) 确定实验条件。
2. 切削温度实验步骤
本实验所采用的实验方法是单因素法和正交法。在实验之前已经对测温系统进行了三通道、数据与增益标定、自然热电偶快速标定。实验过程中还需经常进行三通道零位调整,之后再通过数字显示观察输出情况,若输出稳定就可以进行单因素实验和正交实验。
在显示器面板上点击“切削温度实验”图标,进入实验系统。在切削温度实验向导界面上,可以点击激活亮显