Измерения температуры термопарами

При обработке пластичных металлов температура передней поверхности инструмента выше температуры задней его поверхности. Это объясняется тем, что передняя поверхность нагревается вследствие трения и теплопередачи от нагретой стружки, а задняя — в основном в результате трения. При обработке хрупких металлов, когда образуется стружка надлома, касание ее с передней поверхностью прерывистое и инструмент нагревается преимущественно за счет трения по задней поверхности. В этом случае можно полагать, что температура задней поверхности будет выше температуры передней поверхности.
Несмотря на то, что большое количество тепла уходит в стружку, температура инструмента выше средней температуры стружки. В инструменте сосредотачивается, в основном, тепло, отражающееся в результате деформации. Толщина нагретого слоя составляет 20-30 мкм.
В зависимости от условий резания температура резания колеблется от нескольких десятков градусов до 1273 К и выше. Высокая температура вызывает снижение износостойкости режущего инструмента, а также его тепловую деформацию. Вследствие нагрева удлинение резца может доходить до 30-40 мкм. Влияние удлинения инструмента на точность обработки тем значительнее, чем выше температура резания и больше длина вылета резца. Температурную деформацию инструмента следует учитывать при чистовой обработке и особенно при настройке на точность станков-автоматов и автоматических линий.
Точное измерение температуры резания затруднительно из-за сложности подвода измерительных средств к тонким поверхностным слоям инструмента, где температура максимальная. При помощи имеющихся методов можно измерять температуру при помощи косвенных или непосредственных методов.
К косвенным методам измерения температуры относятся: калориметрический, по цветам побежалости, при помощи термокрасок и микроструктурного анализа, радиационный. Но эти методы недостаточно точны, а поэтому используются редко.
Непосредственные методы измерения температуры более точные, так как позволяют получить результаты, близкие к действительным.
К наиболее распространенным непосредственным методам относятся методы измерения температуры при помощи искусственной, естественной или бегущей термопар.
В резце просверлено отверстие, в которое вставляется изолированная термопара, например медь-константановая, с диаметром проволоки (0,3 : 0,5) • 10~3 м. При резании возникающее тепло нагревает термопару, в результате чего в ее цепи возникает термоэлектродвижущая сила (т. э. д. с), которая регистрируется гальванометром. При помощи тарировочного графика показания гальванометра переводятся в градусы. Для одновременного определения температуры в различных точках инструмента можно устанавливать несколько термопар. Существенным недостатком этого метода является то, что измеряется не наивысшая температура резца, а более низкая на расстоянии (0,3 ~ 0,5) • 10~3 м от передней поверхности.

Рис 35

Схемы измерения температуры различными термопарами: а — искусственной; б — естественной; в,г — бегущей.
Метод измерения температуры при помощи естественной термопары заключается в том, что ее элементами служат инструмент и обрабатываемая деталь. Для измерения температуры при точении обрабатываемая деталь зажимается в патроне и во вращающемся центре задней бабки. Во избежание появления токов рассеивания резец и деталь изолируются от станка. В процессе резания в месте контакта резца со стружкой возникает т. э. д. с. Напряжение термотока регистрируется милливольтметром. Для определения температуры строят тарировочный график зависимости между показаниями милливольтметра и значениями температуры. Естественной термопарой измеряется средняя температура в месте контакта стружки с резцом.

загрузка...

Похожие сообщения

Написать комментарий

Комментариев нет коммент.

Написать ответ


[ Ctrl + Enter ]