рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Методы измерения температуры резания.

Методы измерения температуры резания. - раздел Высокие технологии, Теория резания материалов, ее назначение и роль в совершенствовании технологических процессов. Цели и задачи теории резания Методы Определения Температуры Делятся На Косвенные И Прямые. К Косвенным...

Методы определения температуры делятся на косвенные и прямые. К косвенным относятся методы оценки значений температуры по некоторым её косвенным проявлениям. Например, по изменению составляющей силы резания Рz, т.к. количество тепла определяется по формуле . Прямые методы основываются на сравнительно более точном определении температуры с использованием температурных датчиков. Прямые методы, в свою очередь, подразделяются на контактные и бесконтактные. К контактным относят методы и устройства, в которых между датчиком температуры и объектом измерения имеется непосредственный контакт. К бесконтактным - методы, при которых датчики измерительных устройств находятся на некотором удалении от объекта, температура которого подлежит определению.

При контактных методах используются термометры, термоиндикаторы, термопары; при бесконтактных - радиационные и другие устройства, оптические, акустические и пневматические датчики.

В силу специфики измерения температуры элементов технологической системы термометры (ртутные, монометрические и механические) применяются в основном для определения температуры жидкостей, расплавов и при тарировании. Также ограниченное применение находят термоиндикаторы, которые подразделяют на химические, термохимические и плавления. Химические термоиндикаторы выпускаются в виде термокарандашей, термотаблеток, термокрасок, термолаков и термобумаги. Термоиндикаторы имеют диапазон измерения температуры от 200 С до 15000С и несколько изменений цвета (от 1 до 6). Каждый из цветов показывает определённую температуру. Например, фторид кобальта CoF2 по цвету оранжевый, а при температуре 850 С становится светло-розовым.

Термоиндикаторы в виде плавких вставок представляют собой вещества, которые в определённом интервале температур переходят в жидкое кристаллическое состояние. В качестве таких веществ чаще всего используют олово (qпл = 231,90), цинк (qпл = 419,50С), кадмий (qпл = 320,90С), медь (qпл = 10830С), серебро (qпл = 9600С).

Из прямых методов наиболее широкое применение получили методы с использованием термопар, калориметров и радиационных пирометров.

Термопарой называется спай двух разнородных металлов, общая точка которых С называется горячим спаем, а все остальные соединения разнородных металлов А и В в цепи термопары называются холодными спаями (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Принципиальная схема термопары

В термопарах используют явление, которое состоит в том, что в замкнутой цепи из двух разнородных металлических проводников при нагреве одного из спаев возникает электрический ток или так называемая термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС). Термопара фиксирует разность температур между горячим и холодным спаями. Холодные спаи могут поддерживаться при комнатной температуре или нулевой температуре, которая обеспечивается за счёт размещения холодных спаев в сосуде с таящим льдом.

К термопаре, используемой для измерения температуры резания, предъявляются следующие требования: 1) термо-ЭДС сплава должна быть достаточно большой; 2) температура плавления термоэлектродов должна быть выше, чем температура тела; 3) материалы сплава должны быть коррозионно-стойкие, прочные и пластичные; 4) характеристики термоэлектродов неизменны в процессе эксплуатации. Термопары при измерении температуры резания делятся на искусственные, полуискусственные или полуестественные, естественные (рис. 16.2). Искусственная термопара состоит из двух проводников, не имеющих непосредственного отношения к инструменту и заготовке (рис. 16.2, а). Достоинство искусственной термопары - это возможность использования стандартных термопар с известными термоэлектрическими характеристиками. Недостаток– измеряемая термопарой температура ниже температуры на контактных поверхностях инструмента и зависит от расстояния термопары до указанных поверхностей. Искусственные термопары могут быть прижимные, закладные, бегущие, напылённые, перерезаемые. Например, бегущие термопары применяются для изучения закона распределения температуры на контактных поверхностях инструмента (рис. 16.3). Обрабатываемая поверхность заготовки выполняется в виде винтового гребня с отверстием под электроды из проволоки диаметром 0,1 мм и материала - медь, константант. До начала резания проводники не замкнуты и их контакты К1-К2 и К3-К4 подсоединены к измерительным приборам. При перерезании электроды замыкаются, и приборы фиксируют изменение температуры резания на передней и задней поверхностях режущего инструмента. В полуискусственной термопаре только один из проводников не принадлежит компонентам технологической системы, а второй присутствует в ней естественно, выполняя какую-либо функцию в процессе обработки (рис. 16.2, б). Полуискусственная термопара имеет следующие преимущества: 1) проще искусственной; 2) позволяет уменьшить объём термочувствительной зоны термопары до площади поперечного сечения электрода; 3) сравнительно просто закладывать термоэлектрод в объект; 4) применение одного стандартного термоэлектрода (медь, хромель, константант, алюмель). Недостатки этой термопары: 1) необходимость изготовления специальных гнёзд и отверстий для закрепления электродов; 2) необходимость тарировки стандартного термоэлектрода с материалом резца или заготовки.

В естественной термопаре оба проводника, образующие спай, естественно присутствуют в технологической системе, участвуя в ней в качестве необходимых компонентов

Преимущества естественной термопары: 1) простота использования; 2) даёт информацию о температуре нагрева непосредственно контактных площадок инструмента, т.е. о той температуре, которая наиболее опасна для инструмента. Недостатки: 1) необходимость тарирования любой вновь образуемой термопары, например, при замене изношенного резца; 2) термопара даёт среднюю температуру на контактных площадках инструмента; 3) невозможность в процессе тарирования воссоздать реальные условия контакта термоэлектродов.

Примером естественно образуемой термопары может служить контакт резца и заготовки при обработке на токарном станке (рис. 16.4). Схема измерения включает миллиамперметр 1, ртутную ванночку 2, гибкий контакт 3, изолирующую заглушку 4, токопровод 5, заготовку 6, инструмент 7 и изолирующие прокладки 8.

Ещё одним примером схемы измерения температуры резания естественной термопарой является метод двух резцов. В этом случае в качестве термоэлектродов используются резцы из разных материалов. Термо-ЭДС, возникающая вследствие отличия термоэлектронных свойств инструментальных материалов резцов по закону аддитивности не зависит от материала заготовки, которая в этом случае выполняет функцию только электропроводника. По точности этот метод уступает однорезцовому, т. к. предполагает одинаковые температуры контактных поверхностей обоих резцов, что невозможно.

Эффективны термопары в виде напыленных или пластинчатых термоэлектродов, которые могут использоваться в зависимости от из количества и схемы размещения как искусственные, полуискусственные и естественные при различных видах обработки (рис.16.5), в том числе при нетокопроводящих материалах заготовки и инструмента.

 

Калориметрический метод заключается в применении ёмкостей с жидкостью (водой) 1 и для улавливания отлетающей стружки 2, которые устанавливаются под зоной обработки

После попадания стружки в калориметр, состав воды в нём перемешивается для выравнивания температуры. После перемешивания измеряется температура воды, затем стружка взвешивается на аналитических весах и по массе стружки, температуре воды в калориметре рассчитывается теплосодержание стружки в калориях и её средне - объёмная температура:

(16.1)

qсм – температура смеси (воды после попадания стружки);

qв – начальная температура воды;

Gв – масса воды в калориметре;

G – масса стружки или резца;

С – теплоёмкость стружки или резца.

Радиационный метод основан на измерении уровня инфракрасного излучения в зоне резания радиационными пирометрами (рис.16.6, б). Режущая пластина 1 резца 2 должна быть прозрачной, например, алмазной, для инфракрасных лучей, которые через светопровод 3 попадают на модулятор 4 и далее через светофильтр на приемник излучения 6. Для привода модулятора 4 используется микродвигатель 7. Инфракрасное излучение усиливается усилителем 8 и регистрируется прибором 9. Этот метод эффективен, однако его применение при резании ограничивается малыми площадями зоны излучения тепла и ее закрытостью.

 

 


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теория резания материалов, ее назначение и роль в совершенствовании технологических процессов. Цели и задачи теории резания

Машиностроение является ключевой отраслью промышленности так как без использования его возможностей по изготовлению необходимых деталей изделий... Современные тенденции развития машиностроения связанные с автоматизацией...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Методы измерения температуры резания.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Теория резания материалов, ее назначение и роль в совершенствовании технологических процессов. Цели и задачи теории резания
Теорией резания называется совокупность теоретических представлений о природе и основных физических закономерностях деформирования срезаемого слоя и стружкообразования, изнашивания режущего

Историческое развитие теории и практики резания
Исследования основных вопросов теории резания и ее развития охватывают определенный исторический период. Это, прежде всего, 1100 г. – Теофилус Пресбатер (Германия): дал описание способов раб

Кинематика резания. Движение резания и составляющие его элементы. Количественные характеристики элементарных движений в процессе резания.
Движение резания количественно характеризуется скоростью. Скоростью резания u называется скорость перемещения точек режущей кромки в движении резания. Скорость главного движения u

Строгально-долбежные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
К поступательным видам обработки относятся строгальные, долбежные и протяжные виды обработки. Строгание и долбление – обрабо

Токарные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
Точение – лезвийная обработка с вращательным главным движением резания и возможностью изменения радиуса его траектории. Это наиболее универсальный и широко применяемый вид обработки резанием

Фрезерные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
Фрезерование – лезвийная обработка с вращательным главным движением резания при постоянном радиусе его траектории, сообщаемым инструменту, и хотя бы одним движением подачи, направленным перп

Протяжные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
Протягивание – обработка многолезвийным инструментом с поступательным главным движением резания, распространяемая на всю обрабатываемую поверхность без движения подачи. Срезание припуска осу

Резьбонарезные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
Резьбонарезание осуществляется по любой кинематической схеме лезвийным инструментом (резцом, метчиком, плашкой, фрезой, гребенкой и т.д.), абразивным инструментом (одно- и многониточными кру

Зуборезные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
Зубонарезание может осуществляться по методу копирования и методу обкатки. При первом способе обработки профиль инструмента (см. рис. 2.6, а, б) определяется профилем впадины нарезаемого кол

Абразивные виды обработки резанием, их кинематические особенности, разновидности, назначение и область применения
К видам абразивной обработки относятся: круглое и внутреннее шлифование (см. рис.2.7, а, б), плоское шлифование периферией и торцом круга (см. рис.2.7, в, г), бесцентровое шлифование (см. ри

Требования, предъявляемые к инструментальным материалам. Виды инструментальных материалов
Большое влияние на процесс резания и достижение высокой производительности обработки оказывает материал режущего лезвия инструмента (инструментальный материал). В этой связи к инструментальн

Быстрорежущие инструментальные стали, их состав, принцип маркирования, основные марки, свойства и применение
Быстрорежущие стали обладают более высокими режущими свойствами, чем вышерассмотренные. Имеют твердость 63…65HRCэ, красностойкость qт = 600-7200С и позволяют

Минералокерамика и керметы, их состав, основные марки, свойства и применение
Минералокерамика выпускается в виде пластин белого, светло-желтого и черного цвета высокой твердости (90…94 HRA), теплостойкости (до 12000С) и износостойкости, превосходящей тверд

Алмаз и его заменители (искусственный алмаз и сверхтвердые материалы), основные марки, свойства и применение
Широкое распространение получили сверхтвердые материалы на основе алмаза и нитрида бора. Природный алмаз (А) имеет высокую твердость и прочность (s=2000МПа), теплопроводность и низкий

Абразивные материалы, их виды, маркировка, свойства и применение
Отдельную группу инструментальных материалов составляют абразивные материалы для абразивных инструментов. К ним относятся: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, алмаз, кубический нитри

ОСНОВНЫЕ СЛУЧАИ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛОВ ЛЕЗВИЯ
Рабочие углы лезвия в некоторых случаях отличаются от углов инструмента, рассматриваемого как геометрическое тело. Эти изменения углов необходимо учитывать при заточке и эксплуатации инструмента.

Нарост при резании, сущность явления, динамика нароста, положительная и отрицательная роль нароста, влияние условий обработки на наростообразование
При резании большинства конструкционных материалов возникает явление, называемое наростообразованием. Нарост - это часть материала заготовки, образующаяся в застойной зоне и связанная с пове

Усадка стружки, коэффициенты усадки, зависимость усадки от переднего угла и прочих условий обработки
Пластическая деформация срезаемого слоя характеризуется углом сдвига b1, усадкой стружки и относительным сдвигом e. Усадка стружки - это изменение геометрических размеров

Методы определения усадки стружки, весовой метод
Из существующих методов экспериментального определения показателей деформации срезаемого слоя можно выделить два наиболее простых и распространенных - это метод измерения параметров стружки

Относительный сдвиг, связь относительного сдвига с передним углом и углом скалывания и коэффициентом усадки стружки
Более полно и точно деформацию срезаемого слоя по сравнению с коэффициентами Ka, Kb, Kl отражает относительный сдвиг e. Сдвиг (рис. 8.4,а) - это вид д

Напряженное состояние зоны резания
КОНТАКТНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РЕЗАНИИ Процессы, происходящие на контактных поверхностях лезвия инструмента, заготовки и стружки, вследствие высоких скоростей деформации срезаемого слоя, давления

Формулы для расчета силы резания через удельную силу резания
Для определения силы резания часто используется ее зависимость от площади сечения срезаемого слоя, как определяющей нагрузочной характеристики, и удельной силы резания:

Вывод формулы силы резания на базе теории пластического сжатия
Расчет силы резания на основе теории пластического сжатия Расчет основан на физическом законе политропного сжатия, согласно которому (рис. 11.2.):

Аппаратура для измерения силы резания (динамометры).
Аппаратура, предназначенная для измерения силы резания, называется динамометрами. По количеству измеряемых составляющих силы резания динамометры делятся на одно-, двух-, и трехкомпонентные; по прин

Вибрации при резании. Вынужденные колебания и автоколебания.
В процессе резания в элементах системы резания могут возникать колебания, называемыми вибрациями. Наблюдаются два основных вида колебаний: вынужденные и самовозбуждающиеся или авто

ЗАВИСИМОСТЬ ЧАСТОТЫ И АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ
ОТ УСЛОВИЙ ОБРАБОТКИ Автоколебания характеризуются постоянством частоты и переменностью амплитуды. На амплитуду колебаний оказывает влияние ряд факторов. С увеличением толщины срезаемого с

Основные виды теплообмена
В связи с постоянным обновлением марок конструкционных материалов, повышением требований к качеству деталей машин и интенсификацией режимов обработки на первый план выходят вопросы, связанные с теп

Теплота и тепловой баланс при резании
Экспериментами установлено, что при резании конструкционных материалов более 99,5% работы резания переходят в тепло. Количество тепла, выделяющегося в процессе резания, определяется по формуле:

Тепловые потоки в зоне резания.
В зоне резания тепловые потоки от источников теплообразования устремляются в стружку, инструмент и заготовку (рис. 15.2, а). При этом стружка и поверхностные слои заготовки оказываются под одноврем

Температурные деформации станка, заготовки и инструмента.
Для упрощения решения задачи об оценке влияния температурных деформаций на точность обработки обычно рассматривают два периода в работе станка: от начала пуска станка до достижения теплового равнов

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ИНСТРУМЕНТА
Температурные деформации, например, резца проявляются в его удлинении, которое можно определять по формуле: , где С - постоянный ко

Адгезионно-диффузионное изнашивание, его физическая сущность, зависимость от условий обработки.
Адгезионно–диффузионное изнашивание - это два вида изнашивания (адгезионное и диффузионное), объединённых одновременным воздействием на инструмент в процессе резания. Адгезией назыв

Характер износа различных инструментов
Износ инструмента проявляется в виде лунки на его передней поверхности, фаски на задней поверхности и радиуса закругления режущей кромки. Образование лунки на передней поверхности и её последующее

Критерии износа режущих инструментов и их использование
При эксплуатации инструмента по мере его изнашивания наступает такой момент, когда дальнейшее резание инструментом должно быть прекращено, а инструмент отправлен на переточку. Работоспособное со

Влияние на стойкость элементов режима резания, геометрия лезвия.
Наибольшее влияние на стойкость Т оказывает скорость резания u, затем подача S и глубина резания t через повышение температуры. Из этого следует, что нужно стремиться работать с большим отношением

Влияние на качество обработки режимов резания и геометрических параметров инструмента
Наибольшее влияние на качество обработки оказывают режимы резания и геометрические параметры инструмента. Основные причины образования шероховатости поверхности: 1) геометрия и кинематика процесса

Регулирование системы резания путем воздействия на поверхностные явления смазочно-охлаждающими средствами (СОС). Основные разновидности СОС.
Интенсификация процессов металлообработки потребовала применения специальных средств для отвода из зоны резания теплоты, стружки и мелких частиц, образующихся при резании, а также снижения сил трен

Смазочно-охлаждающие жидкости и способы их подачи в зону резания
СОЖ подразделяют на три группы: 1) минеральные масла различной вязкости с добавлением присадок - антифрикционных, противозадирных, смазывающих, антипенных, антикоррозийных, бактерицидных;

Комбинированные виды обработки резанием с дополнительным механическим и тепловым воздействием.
Виды комбинированной обработки резанием классифицируют по таким признакам как схема формообразования (кинематическая схема резания); вид энергии и способ ее подвода; вид физико-химического воздейст

Структура системы резания. Взаимосвязь явлений при обработке резанием.
Целью обработки материалов резанием является получение на заготовке новых поверхностей с заданными характеристиками ее качества. Этот результат достигается путем упругой и пластической деформации с

ВЗАИМОСВЯЗЬ ЯВЛЕНИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ
Взаимосвязь физических явлений в процессе резания можно наглядно проследить при сопоставлении выходных характеристик системы резания. Из параметров, оказывающих наиболее сильное влияние на выходные

Определение Рационального режима резания
Аналитический метод определения рационального режима резания основан на определении глубины резания t, подачи S и скорости резания u по таким ограничениям, как прочность механизмов станка, прочност

Расчет режима резания при многоинструментальной обработке
Примерами многоинструментальной обработки могут служить работы, выполняемые на токарных автоматах и полуавтоматах, обработка отверстий с помощью многошпиндельных сверлильных головок, одновременное

Особенности резания при абразивной обработке.
Особенности абразивной обработки рассмотрим на примере шлифования. Шлифование - это процесс обработки поверхностей детали, осуществляемый зёрнами абразивного, алмазного или эльборов

Особенности резания жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов
Существующие марки жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов подразделяют по следующим группам: 1) теплостойкие хромистые, хромоникелевые и хромомолибденовые стали перлитного, мартенситно

ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Алюминиевые сплавы с точки зрения обрабатываемости разделяют на три группы: 1) низкой твёрдости, имеющие склонность к налипанию (дюралюминий); 2) более высокой твёрдости, не налип

Особенности обработки композиционных полимерных материалов и пластмасс
По обрабатываемости волокнистые композиционные полимерные материалы (ВКПМ) делят на: 1) пластмассы с волокнистым наполнителем; 2) стеклопластики; 3) органопластики; 4) боропластики; 5) углепластики

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги