Способ определения температуры в зоне резания

 

ОР ИС1Й!4Е

ИЗОБии"" Н 4я

Союз Советских

Социалистических.Республик (11) 522049

К АВТОРСКОМУ СВИДБТЕЛЬСТВУ (61) Допо".íëòåëüíîå к авт. свид-ву (22) Заявлено30.01.75 (21) 2102060/08 с присоединениеы заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,07,76,Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 07.10.76 (51) М. Кл.

В 24 В 49/14

В 23 Q 15/00

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР по делам изссргтеиий и открытий (53) УДК621 9.08 (088.8) А. А. Сухобрус, Г. Ф. Скрипко и М. А. Кипнис (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов AH Украинской ССР (54)-СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ

РЕЗАНИЯ

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

Однако известный способ не позволяет получить высокую точность измерения, так как теплозьге явления, сопровождающие механическую обработку хрупких материалов, качественно и количественно отличаются от те- пловых явлений при резании металлов. Это объясняется тем, что при резании металла йо сравнению с обработкой хрупкого матери- д ала затрачивается дополнительная энергия на пластическую деформацию. Соответственно, температура контакта инструмент — металл значительно выше, чем в контакте инструмент — хрупкий материал. При этом не- р известно, какой температуре соответствует замеряемая термо-ЭДС-температура резания обрабатываемого хрупкого материала, (температуре перерезаемого металлического термоэлектрода или какой-то IIpoME;lQ,î÷íîé 25 температуре). Кроме того, коэффициент термо-ЭДС закладного металлического термоэлектрода по отношению к инструменту срав— нительно низок и недостаточна чувствительность измерений.

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

Изготовление термоэлектрода из хрупкого материала приводит к значительному уменьшению разницы в энергоемкости обработки материалов заготовки и термоэлектрода и, 522049 соответственно, разницы в температуре резания.

Коэффпциен термо ЭДC полуцроводникэобвых материал ов таких, как кремний, лацаюших хрупким характером разрушения, значительно выше, чем у металлов или таких хрупких электропроводных материалов, как графит или карбид кремния. Поэтому при использовании в качестве материала тер.моэлектрода полупроводников чувствитель- tQ ность измерений значительно выше, чем в

J известных способах.

На фиг.1 изображен составной образец; на фиг, 2 - сечение по А-А на фиг, 1; нафиг, 3 дан график зависимости температуры от до- )5 ли плошади контакта сверло-термоэлектрод в обшей площади контакта сверло-образец.

Для определения температуры в зоне резания при сверлении кристаллического кварца алмазным кольцевым сверлом изготовля- 20 ют составной образец„склеенный шеллаком из кремния(термээлектрэд) и кристаллическэ;о кварца (заготовка) (см.фиг.1). Затем последовательно сверлят три отверстия, отличающиеся между собой долей плошади кон- 25 такта режущей кромки сверла с термоэлектродом в обшей площади контакта режущей кромки сверла с составной заготовкой.

При сверлении отверстия Б (см, фиг. 1) а доля площади контакта инструмент-термэ30 электрод в общей площади контакта составляла 100%, так, как сверлят толькэ кремний, Термо-ЭДС термопары кремний-сверло при этом составляет 27 мв. По замеренной термо-ЭДС и коэффициенту термо-ЭДС, рав35 ному для нашего случая 175 мкв/град, находят температуру в зоне резания (конкретно 27 мв: 175 мкв/град = 155 C).

Аналогичным образом определяют температуру при доле плошади контакта инстру=.

40 мент-термоэлектрод в обшей плошади контакта 50% (отверстие B) и 25% (отверстие Г). Зона контакта сверла с обрабатываемым образцом видна на сечении по А-А., 45

Затем наносят точки, соответствующие значениям температур, определенных по величи-, не:ормс ЭДС и коэффициенту термо-ЭДС па график, выражающий зависимость температу- ры от доли плошади контакта сверло-термс59 электрод в обшей плошади контакта сверлообразец (см,фиг, 3). Обозначение точек на фиг, 3 соответствует обозначению отверстий на фиг, 1.

Для определения интересуюшей 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 390оС.

Описываемый способ может быть с успехом осуществлен на различных .операциях алмазной обработки - резке кругами с наружной и внутренней режущей кромкой, плоском шлифовании торцом:чашечнэгэ круга и др.

Ф ор мула изобретения

1, Способ определения температуры в

-зоне резания при обработке хрупких диэлек- трических материалов алмазно-абразивным инструментом путем замера термо-ЭДС между инструментом и закладным термоэлектродом, отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерений, последовательно обрабатывают по меньшей мере две заготовки с термоэлектродами, характеризующиеся различной долей плошади материала термоэлектродов в обшей плошади 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 пло цади материала термоэлектродов в обшей плошади контакта и находят методом:экстраполяции температуру, получаемую при резании хрупкого диэлектрического материала.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что используют термоэлектроды, изготовленные из материала, обладающего хрупким характером разрушения аналогично

;эбрабатываемэму материалу и высоким коэффициентом термэ-ЭДС, например кремний., Кремний (териозлектрод) Кбарц кристаллаческаи ,Фиг. 1

А-А ь

< 800

О

0 25 Ю 75 rod

gona площади конп7акта инструмент -пу ермозлекпрод om одщед площади кцнтаква, %

Фиг. 5

ЦНИИПИ Заказ 3810/361 Тираж 1068 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4