Устройство для измерения температуры в зоне резания при точении методом естественной термопары

Изобретение относится к области измерения температур, в частности, измерения температуры резания при точении. Исследование процессов резания предполагает измерение и фиксирование различных явлений, протекающих в технологической системе. Устройство для измерения температуры в зоне резания, содержит деталь, вращающийся центр, резец, к задней части режущей пластины которого припаивается проводник, соединяющийся с измерительным прибором. Вал вращающегося центра удлинен и на него дополнительно напрессовывается подшипник с графитовой смазкой, причем ко внутреннему кольцу подшипника и детали припаиваются медные проводники, а к внешнему неподвижному кольцу подшипника припаян проводник, соединяющийся с медной пластинкой, к которой припаян проводник, идущий на измерительное устройство.

Изобретение относится к области измерения температур, в частности, измерения температуры резания при точении. Исследование процессов резания предполагает измерение и фиксирование различных явлений, протекающих в технологической системе.

Известно устройство для измерения температуры в зоне резания естественной термопарой [1], состоящее из обрабатываемой заготовки и режущего инструмента. В процессе резания в месте контакта разнородных материалов изделия и резца вследствие нагрева возникает электродвижущая сила (ЭДС). ТермоЭДС в этом случае направляется по обрабатываемой детали через медное кольцо, а затем через ртуть в ванне, служащей для контакта вращающегося кольца с проволокой. При этом милливольтметр покажет напряжение термоЭДС, по которому можно судить о температуре резания.

Недостатком этого устройства является сложность изготовления, а также применение ртути, требующее необходимой техники безопасности обращения с вредными веществами.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для измерения температуры в зоне резания естественной термопарой [2], содержащее резец, к которому присоединен один из термоэлектродов, измерительный прибор, который связан с обрабатываемой заготовкой через токосъемник при помощи другого термоэлектрода.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и то, что со временем угольные щетки в контакте с медной втулкой скоро окислятся и сигнал будет передаваться с погрешностью.

Целью изобретения является упрощение и применения конструкции устройства измерения температуры в зоне резания при точении.

Устройство для измерения температуры в зоне резания, содержащее деталь, вращающийся центр, резец, к задней части режущей пластины которого припаивается проводник, соединяющийся с измерительным прибором, отличающееся тем, что вал вращающегося центра удлинен и на него дополнительно напрессовывается подшипник с графитовой смазкой, причем ко внутреннему кольцу подшипника и детали припаиваются медные проводники, а к внешнему неподвижному кольцу подшипника припаян проводник, соединяющийся с медной пластинкой, к которой припаян проводник, идущий на измерительное устройство.

Большинство явлений, протекающих в зоне резания, носят случайный характер и очень быстротечны. Для исследования подобных процессов и явлений необходимо проводить текущий контроль параметров процесса резания с высокой точностью. Контакт через подшипник с угольной смазкой имеет высокий коэффициент пропускания термоЭДС ввиду малого сопротивления R=0,1 Ом. Поэтому для более точного измерения температуры в зоне резания была разработана конструкция естественной термопары.

На фиг.1 показан общий вид устройства.

Устройство для измерения температуры в зоне резания при точении методом естественной термопары содержит вращающийся центр 1, вал которого выполнен с удлиненной передней частью. На удлиненную переднюю часть вала, вращающегося центра 1 напрессовывается подшипник 2 закрытый марки 6-50206КШ ГОСТ 8338-57. Для передачи сигнала через систему тел качения смазка, забитая в подшипник 2, тщательно вымывается керосином и не ее место забивается графитовая смазка. Чтобы защитить подшипник 2 от внешних воздействий, а также для вывода контактов с неподвижного внешнего кольца подшипника, изготавливается корпус 3, к которому привинчивается медная пластинка 4. К пластинке 4 припаивается медный проводник 5 от внешнего неподвижного кольца подшипника 2 и проводник 6, соединяющийся с контактом измерительного устройства 7. На удлиненную переднюю часть вала 1 напрессовывается медная втулка 8 с контактом 9, к которому припаивается проводник 10 от внутреннего кольца дополнительного подшипника 2 и проводник 11, идущий к детали 12. Припаяв проводник 11 к детали 12, получается первая часть естественной термопары.

Вторая часть термопары изготавливается непосредственно из токарного проходного резца 13 с материалом режущей части Т5К10 (ГОСТ 18868-73). К задней части режущей пластины резца припаивается проводник 14, соединяющий резец 13 и контакт измерительного прибора 7. Соединив части естественной термопары, получим конструкцию для измерения температуры в зоне резания при точении методом естественной термопары.

Принцип работы данной конструкции состоит в том что, передача сигнала термоЭДС с вращающейся детали 12 через проводники 11, 10 передается на внутреннее кольцо дополнительного подшипника 2, служащего звеном передачи сигнала с вращающейся детали 12. Далее через графитовую смазку, улучшающую передачу сигнала подшипника 2, сигнал поступает на уже неподвижное наружное кольцо подшипника 2 и через проводник 5, припаянный к пластине 4, он непосредственно поступает на измерительный прибор 7 через проводник 6.

Предлагаемая установка применяется для проведения исследований при измерении температур в зоне резания при точении.

Источники информации

1. Вульф A.M. Резание металлов: Учебник для машиностр. вузов. - М.: Машиностроение, 1973

2. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1985. - 304 с., ил. (прототип).

Устройство для измерения температуры в зоне резания, содержащее деталь, вращающийся центр, резец, к задней части режущей пластины которого припаивается проводник, соединяющийся с измерительным прибором, отличающееся тем, что вал вращающегося центра удлинен и на него дополнительно напрессовывается подшипник с графитовой смазкой, причем к внутреннему кольцу подшипника и детали припаиваются медные проводники, а к внешнему неподвижному кольцу подшипника припаян проводник, соединяющийся с медной пластинкой, к которой припаян проводник, идущий на измерительное устройство.