[发明专利]一种用于多孔材料切削加工在线温度采集方法

摘要

本发明公开了一种用于多孔材料切削加工在线温度采集方法，包括以下步骤：(1)利用热电偶测量铣削加工点的实时温度变化；在工件的铣削区域布置八个温度测量点，利用红外热像仪实时采集温度测量点的温度；(2)计算热源点的实时温升的理论值；(3)计算温度测量点的实时温升理论值；(4)根据温度测量点的温升公式的计算，得出测量点的理论温度值；(5)根据理论计算的温度测量点的温度和实际热电偶和红外热像仪采集测量点的温度通过曲线的形式显示在显示模块中。本发明通过对铣削温度进行温度场建模，对测量温度进行实时的监测与分析，及时反馈给用户，调整刀具的铣削用量，改善铣削效果，提高铣削精度。

主权项

一种用于多孔材料切削加工在线温度采集方法，其装置包括热电偶、红外热像仪、温度转换模块和显示模块，所述热电偶利用夹丝法安装在刀具上，并用导热绝缘胶固定，用绝缘垫使刀具底面与刀杆进行绝缘处理，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用安装在刀具上的热电偶测量铣削加工点的实时温度变化；在工件的铣削区域布置八个温度测量点，利用红外热像仪实时采集温度测量点的温度t_ij，其中i＝1,2...,8；j＝1；(2)根据公式计算热源点的实时温升的理论值，其中，q_s‑热源点强度；v‑热源移动速度；c‑导热绝缘胶的比热容；p‑导热绝缘胶的密度；a‑导热绝缘胶的导热系数；R为铣刀半径，h为铣刀切削深度；(3)确定温升公式$t=\frac{Q\left(t\right)}{cp{\left(4\mathrm{\π}a\mathrm{\τ}\right)}^{3/2}}\exp \[-\frac{{(x-x_i)}^2+{(y-y_i)}^2+{(z-z_i)}^2}{4a\mathrm{\τ}}\],$其中Q(t)‑切削加工点瞬时发热量，Q(t)＝C_mT，C_m＝Cm，Cm‑工件材料的热容,T为热源点的实时温升的理论值，C‑工件材料的比热容，m工件的质量；c‑导热绝缘胶的比热容；p‑导热绝缘胶的密度；a‑导热绝缘胶的导热系数；τ‑切削加工点发热后的任意时刻；t‑固定点的温度变化；(x_i，y_i，z_i)为温度测量点的坐标，其中x_i，y_i，z_i为工件坐标系上的坐标点；(4)将测量点的测量温度t_i1(i＝1,2...,8)代入温升公式中求解出Q(t)，利用Q(t)＝C_mT，计算热源点的温度T_i1(i＝1,2...,8)，并求平均值T₁为热源点的实际值，将热源点的理论温度和实际温度进行比较，若实际温度高于理论值，从而减小铣刀的径向切深，若实际温度低于理论值，从而增加铣刀的径向切深。