Способ определения температуры в зоне резания Советский патент 1976 года по МПК B24B49/14 B23Q15/00 

.

Известен способ определения температуры в зоне резания при обработке диэлектрических материалов ( в частности, стеклопластика) путем замера термо-ЭДС, возникающей между инструментом и закладным термоэлектродом, выполненнЫлМ из металличес кой фольги, например алюминиевой.

Однако известный способ не позволяет получить высокую точность измерения, так как тепловые явления, сопровождающие механическую обработку хрупких материалов, качественно PI количественно отличатотся от тепловых явлений при резанип металлов. Зто объясняется тем, что при резании металла ро срав 1ению с обработкой хрупкого материana- затрачивается дополнительная энергия на пластическую деформацию. Соответственно, температура контакта инструмент - металл значительно выше, чем в контакте инструмент - хрупкий материал. При этом неизвестно, какой температуре соответствует замеряемая термо-ЗДС-температура реза дня обрабатываемогохрупкого материала, (температуре перерезаемого металлического термоэлектрода или какой-то промежуточной температуре). Кроме того, коэффициент термо-ЗДС закладного металлического термо. электрода, по отношению к инструменту сравнительно низок и недостаточна чувствительность измерений.

Для повышения точности и чувствительности определения температуры, последовательно обрабатывают по меньшей мере две заготовки с термоэлектродами, характеризующиеся различной долей площади материача термоэпектродов в общей площади контакта инструмента с заготовкой. По результатам замера термо-ЗДС термопары, образованной закладным термоэлектродом и инструментом и по коэффициенту термо-ЗДС графически строят зависшмость температуры от доли площади материала термоэлектодов в обшей плошади контакта и находят методом экстраполяции температуру, получаемую при резании хрупкого диэлектрического материала.

Изготовление термоэлектрода из хрупкого материала приводит к значительному уменьшению разниць1.,в энергоемкости обработк 1 Материатов заготовки и термоэлектрода и. соответственно, разницы в температуре резания. Коэффициент термо-ЗДС 1;олупроводн1 ковых материалов таких, как кремний, обладающих хрупким характером разрушения, значительно выше, чем у металлов или таких хрупких электропроводных материалоБ, как графит или карбид кремния. .Поэтому при использовании в качестве материала тер мозлектрода полупроводников чувствительность измерений значительно выше, чем в известных способах. На фиг.1 изображен составной образец; на фиг, 2 - сечение по А-А на ф1яг. 1; на фиг. дан график зависимости температуры от доли площади контакта сверло-термоэлектрод в общей площади контакта сверло-образец. Для определения температуры в зоне резания при сверлении кристаллического кварца алмазным кольцевым сверлом изготовля- ют составной образец, склеенный шеллаком изкремния(термозлектрод) и кристаллическог кварца (заготовка) (см.фиг.). Затем последовательно сверлят три отверстия, отличающиеся между собой долей площади контакта режущей кромки сверла с термоэлектродом в общей площади контакта режущей кромки сверла с составной захотовкой. При сверлении отверстия Б (см. фиг, 1) доля площади контакта инструмент-термоэлектрод в общей площади контакта составляла 1ОО%, так, как сверлят только кремний. Термо-ЭДС термопары кремний-сверло при этом составляет 27 мв. По замеренной термо-ЭДС и коэффициенту термо-ЭДС, равному для нашего случая 175 мкв/град, находят температуру в зоне резания (конкретно 27 мв : 175 мкв/град 155°С), Аналогичным образом определяют температуру при доле площади контакта инстру-. мент-термоэлектрод в общей площади контакта 50% (отверстие В) и 25% (отверстие Г). Зона контакта сверла с обрабатываемым образцом видна на сечении по А-А, Затем наносят точки, соответствующие зна- чениям температур, определенных по величи не s-ермо-ЭДС и коэффициенту термо-ЭДС п график, выражающий зависимость температ5ры от доли площади контакта сверло-термс - .,- апектрод в общей площади контакта сверло- . образец (см.фиг, 3), Обозначение точек на фиг. 3 соответствует обозначению отверстий на фиг, 1, Для определения интересующей температуры в зоне резания при сверлении только кварца через нанесенные экспериментальные точки Б,В и Г (см. фиг,2) проводят прямую до пересечения в осью ординат (точка Д), По ординате Д судят о температуре в зоне резания при сверлении кварца, которая для условий описанного эксперимента составляет 390 °С Описываемый способ может быть с успехом осуществлен на различных .операциях алмазной обработки - резке кругами с наружной и внутренней режущей кромкой, плоском шлифовании торцом чашечного круга и др.., Формула изобретения 1, Способ определения температуры в ; -зоне резания при обработке хрупких диэлектрических материалов алмазно-абразивным инструментом путем замера термо-ЭДС между инструментом и закладным термоэлё1ктродом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, последовательно обрабатывают по меньшей мере две заготовки с термоэлекТродами, характеризующиеся различной долей площади материала термоэлектродов в общей площади контакта инструмента с заготовкой, после чего по результатам замера термо-ЭДС термопары, образованной закладным термоэлектродом и инструментом, и по коэффициенту термо-ЭДС строят зависимость температуры от доли площади материала термо- электродов в общей п.тощади контакта а находят методом :.экстраполяции температуру/ получаемую при резании хрупкого диэлектрического материала. 2.Способ по п,1,о тличающий с я тем, что используют термоэлектроды, изготовленные из материала, обладающего хрупким характером разрущения аналогично обрабатываемому материалу и высоким коэффициентом термо-ЭДС, например кремний. , ;

-.1

.1 60 |