CN103223625B - 切削加工温度的测量方法 - Google Patents
切削加工温度的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103223625B CN103223625B CN201310037436.3A CN201310037436A CN103223625B CN 103223625 B CN103223625 B CN 103223625B CN 201310037436 A CN201310037436 A CN 201310037436A CN 103223625 B CN103223625 B CN 103223625B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- machining
- mentioned
- wire
- temperature
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 225
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 32
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 9
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
本发明是一种切削加工温度的测量方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度的方法,所述切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工温度的测量方法的特征在于,具备:在上述柄上连接第1导线的工序;在上述银焊料上连接第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序。
Description
技术领域
本发明涉及测量切削加工时的刀具的温度的方法。此外,本发明涉及测量切削加工时的刀具的温度、将切削加工条件最优化的方法。此外,本发明涉及测量切削加工时的刀具的温度、判定切削加工装置的刀具更换时期的方法。
背景技术
一般而言,在切削加工时,通过(1)被切削材料的剪切变形、(2)前倾面上的摩擦、(3)后隙面上的摩擦等而产生热。该热使刀具或被切削材料的温度上升。结果,产生刀具的热磨损、或对被切削材料的精加工面品位产生不良影响。
但是,另一方面,在被切削材料温度上升中,也有切削阻力下降的优点、及积屑瘤减少的优点。
因而,为了最优地进行切削加工,掌握切削加工时的刀具的温度是重要的。
特别是,近年来,在超精密切削加工的领域中,使用单晶金刚石刀具。单晶金刚石刀具由于仅有600℃左右的耐热性,所以对于切削温度需要更进一步的管理。
此外,在对聚氨酯等熔点较低的树脂等被切削材料实施切削加工的情况下,需要将切削温度抑制为相应的低温(100~200℃)。另一方面,如果为了抑制切削温度而过度抑制切削速度,则有产生粘合或积屑瘤的问题。
因而,在使用单晶金刚石刀具的情况下或对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下,为了进行切削加工条件的最优化,掌握切削加工时的刀具的温度更为重要。
为了掌握切削加工时的刀具的温度,以往利用(1)使用辐射温度计的方法、(2)使用刀具和被切削材料作为热电偶的方法。例如,在特开2006-102864号公报中记载有采用(2)的方法的切削试验器。
在图6中表示通过(2)的方法进行的温度测量的原理。通过刀具52和被切削材料53形成热电偶,能够测量切削加工时的刀具52的温度。具体而言,在切削加工装置50中,被切削材料53经由夹盘51、水银层54及导线61连接在电压测量部65上,另一方面,刀具52也经由导线62连接在电压测量部65上,测量两者之间的热电动势。
但是,在使用单晶金刚石刀具的情况下,由于该刀具是绝缘体,所以不能采用上述(2)的方法。同样,在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下,也由于该被切削材料是绝缘体,所以还是不能采用上述(2)的方法。另一方面,上述(1)的方法在温度测量精度这一点上并不充分。
发明内容
本发明是基于以上的认识而做出的。本发明的目的是提供一种即使是使用单晶金刚石刀具的情况或对树脂等被切削材料实施切削加工的情况、也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度的方法。此外,本发明的目的是提供一种即使是使用单晶金刚石刀具的情况或对树脂等被切削材料实施切削加工的情况、也高精度地测量切削加工时的刀具的温度、将切削加工条件最优化的方法。进而,本发明的目的是提供一种即使是使用单晶金刚石刀具的情况或对树脂等被切削材料实施切削加工的情况、也高精度地测量切削加工时的刀具的温度、判定切削加工装置的刀具更换时期的方法。
本发明是一种切削加工温度的测量方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度的方法,所述切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工温度的测量方法的特征在于,具备:在上述柄上连接第1导线的工序;在上述银焊料上连接第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料与有导电性的柄之间产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
或者,本发明是一种切削加工温度的测量方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工温度的测量方法的特征在于,具备:在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料中产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
在以上的发明中,优选的是,还具备基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序。在此情况下,切削加工温度的掌握较容易。例如由别的温度测量实验等确立换算式,通过应用该换算式,能够将测量出的热电动势(电压值)变换为切削加工温度。
本发明在作为刀具而使用单晶金刚石刀具的情况下特别有效。这是因为,单晶金刚石刀具由于热传导率很高,所以能够将固定该单晶金刚石刀具的银焊料部分的温度同样看作该单晶金刚石刀具的温度。
此外,柄通常由超硬材料形成。更具体地讲,例如可以由SK材料形成。
此外,本发明是能够直接实施以上那样的测量方法而构成的切削加工装置。即,本发明是一种切削加工装置,其特征在于,具备:柄,有导电性;刀具,通过银焊料固定在上述柄上,没有导电性;第1导线,连接在上述柄上;第2导线,连接在上述银焊料上;电压测量部,连接在上述第1导线和上述第2导线上,测量在两者之间产生的热电动势。或者,本发明是一种切削加工装置,其特征在于,具备:柄;刀具,通过银焊料固定在上述柄上,没有导电性;第1导线及第2导线,分别连接在上述银焊料上;电压测量部,连接在上述第1导线和上述第2导线上,测量在两者之间产生的热电动势。
在此情况下,优选的是还具备基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的温度算出部。
此外,本发明是一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:在上述柄上连接第1导线的工序;在上述银焊料上连接第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切削速度降低的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料与有导电性的柄之间产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切削速度降低,能够效率良好地实现切削加工条件的最优化。由此,能够有效地防止因超过耐热温度而可能产生的工具破损及低熔点的被切削材料熔融等。
由此,不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。
或者,本发明是一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切削速度降低的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料中产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切削速度降低,能够效率良好地实现切削加工条件的最优化。由此,能够有效地防止因超过耐热温度而可能产生的工具破损及低熔点的被切削材料熔融等。
由此,不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。
在本发明中,在基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序中,例如由别的温度测量实验等确立换算式,通过应用该换算式,能够将测量出的热电动势(电压值)变换为切削加工温度。
此外,不仅是切削加工温度的上限值、也利用切削加工温度的下限值实现切削加工条件的最优化是有效的。即,优选的是,还具备基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的下限值低的情况下使切削速度上升的工序。在此情况下,由于使切削速度适当地上升,所以在粘合的防止、加工效率提高的方面是优选的。
或者,本发明是一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:在上述柄上连接第1导线的工序;在上述银焊料上连接第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切深降低的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料与有导电性的柄之间产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切深降低,能够效率良好地实现切削加工条件的最优化。由此,能够有效地防止因超过耐热温度而可能产生的工具破损及低熔点的被切削材料熔融等。
由此,不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。
或者,本发明是一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切深降低的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料中产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切深降低,能够效率良好地实现切削加工条件的最优化。由此,能够有效地防止因超过耐热温度而可能产生的工具破损及低熔点的被切削材料熔融等。
由此,不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。
在本发明中,在基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序中,例如由别的温度测量实验等确立换算式,通过应用该换算式,能够将测量出的热电动势(电压值)变换为切削加工温度。
此外,不仅是切削加工温度的上限值、也利用切削加工温度的下限值实现切削加工条件的最优化是有效的。即,优选的是,还具备基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的下限值低的情况下使切深上升的工序。在此情况下,由于使切深适当地上升,所以在粘合的防止、加工效率提高的方面是优选的。
或者,本发明是一种切削加工装置的刀具更换时期的判定方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、判定切削加工装置的刀具更换时期的方法,所述切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工装置的刀具更换时期的判定方法的特征在于,具备:在上述柄上连接第1导线的工序;在上述银焊料上连接第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料与有导电性的柄之间产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来,能够效率良好地敦促切削加工装置的刀具更换。这基于随着刀具磨损进行、即使是相同的切削加工条件、切削加工温度也会稍稍上升这样的本件发明者的新的认识。另外,切削加工装置的刀具更换时期的到来除了基于测量出的切削加工温度的绝对值判定以外,也可以基于测量出的切削加工温度的变化(上升率等)判定。
此外,优选的是,还具备在判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序中判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的情况下发出警报的工序。
或者,本发明是一种切削加工装置的刀具更换时期的判定方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、判定切削加工装置的刀具更换时期的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工装置的刀具更换时期的判定方法的特征在于,具备:在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序。
根据本发明,在刀具自身没有导电性的情况下,通过利用将该刀具固定的银焊料有导电性、测量在该银焊料中产生的热电动势,能够测量切削加工温度。因而,即使是使用例如单晶金刚石刀具那样的绝缘体刀具的情况,也能够高精度地测量切削加工时的刀具的温度。此外,本发明由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。
并且,通过基于测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来,能够效率良好地敦促切削加工装置的刀具更换。这基于随着刀具磨损进行、即使是相同的切削加工条件、切削加工温度也会稍稍上升这样的本件发明者的新的认识。另外,切削加工装置的刀具更换时期的到来除了基于测量出的切削加工温度的绝对值判定以外,也可以基于测量出的切削加工温度的变化(上升率等)判定。
此外,优选的是,还具备在判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序中判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的情况下发出警报的工序。
以上的各发明在作为没有导电性的刀具而使用单晶金刚石刀具的情况下特别有效。这是因为,单晶金刚石刀具由于热传导率很高,所以能够将固定该单晶金刚石刀具的银焊料部分的温度同样看作该单晶金刚石刀具的温度。
此外,有导电性的柄通常由超硬材料形成。更具体地讲,例如可以由SK材料形成。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的切削加工装置的概略图。
图2是表示与切削加工时间的经过对应的热电动势的测量结果的曲线图。
图3是表示在6种切削加工条件下将聚氨酯切削加工时的、与时间的经过对应的热电动势的测量结果的曲线图。
图4是表示与累积加工时间的经过对应的热电动势的测量结果的曲线图。
图5是本发明的另一实施方式的切削加工装置的概略图。
图6是以往的刀具温度测量的原理图。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明本发明的实施方式。
图1是本发明的一实施方式的切削加工装置的概略图。本实施方式的切削加工装置10具备有导电性的柄11、和没有导电性的刀具12。柄11和刀具12通过银焊料15固定。此外,在柄11上连接着第1导线21,在银焊料15上连接着第2导线22。第1导线21和第2导线22连接在用来测量在两者之间产生的热电动势的电压测量部25上。进而,本实施方式的切削加工装置10还具备基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的运算部(温度算出部)28、和基于算出的切削加工温度变更切削加工条件的切削加工条件控制部30。
在本实施方式中,作为没有导电性的刀具12而使用单晶金刚石刀具。单晶金刚石刀具12由于热传导率很高,所以可以将固定该单晶金刚石刀具12的银焊料15的温度同样看作该单晶金刚石刀具12的温度。此外,有导电性的柄11由SK材料形成。
通过本实施方式进行的切削加工温度的测量、即热电动势的测量既可以在切削加工中持续进行,也可以隔开适当的采样间隔而间歇地进行。在图2中表示持续进行测量的情况下的测量结果的一例。
图2表示使用前端半径是0.5R的单晶金刚石刀具、以无氧铜为被切削材料、在4种不同的切削加工条件(例如4种不同的切削速度)下进行切削加工时的热电动势的测量结果。各切削加工条件下的切削加工温度通过应用由别的温度测量实验等得到的换算式(例如测量电压值×833(℃/mV))而可以分别掌握为25℃、17℃、15℃、8℃。
如以上这样,根据本实施方式,单晶金刚石刀具12自身没有导电性,但由于固定该单晶金刚石刀具12的银焊料15具有导电性,所以通过测量在该银焊料15与有导电性的柄11之间产生的热电动势,能够测量切削加工温度。由此,能够高精度地测量切削加工时的刀具12的温度。
此外,本实施方式由于也不需要被切削材料为导电性,所以在对树脂等被切削材料实施切削加工的情况下也是有效的。例如,在图3中表示曲线图,所述曲线图表示将聚氨酯在6种切削加工条件(这里是6种不同的切削速度)下切削加工时的与时间的经过对应的热电动势的测量结果。这里,6种切削速度的相互的比是1:0.89:0.78:0.67:0.56:0.44,各切削加工条件下的切削加工温度通过应用由别的温度测量实验等得到的换算式(例如测量电压值×670(℃/mV)),能够分别掌握为240℃、240℃、220℃、180℃、160℃、150℃。
聚氨酯熔点是200℃,所以其切削加工温度需要是200℃以下。即,可知不能采用切削条件(1)~(3)。另一方面,在与切削条件(6)相比进一步使切削速度降低的情况下,可以确认在刀尖上产生粘合、加工面品位被显著损害。根据以上可知,可以选择切削条件(4)~(6)的切削速度范围。
基于以上的结果,本实施方式的切削加工条件控制部30在切削加工聚氨酯的情况下,将150℃~200℃作为适当的切削加工温度存储,基于被适当地测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比200℃高的情况下使切削温度降低,另一方面,在该切削加工温度比150℃低的情况下使切削温度上升。
通过这样控制切削加工条件(切削速度),能够有效地防止200℃的低熔点的聚氨酯熔融,另一方面也能够有效地防止产生粘合。
由此,不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。实际上,在本实施方式中,能够采用标准的刀具形状(前角0度、后角5~7度)。
作为切削加工条件,也可以代替切削速度而将切深(切下厚度)作为控制对象。例如,如果将6种切深的相互的比设为1:0.89:0.78:0.67:0.56:0.44,则能够得到与图3的6种温度测量结果大致一致的曲线图。
在此情况下也可知,由于聚氨酯的切削加工温度需要是200℃以下,所以还是不能采用切削条件(1)~(3)。另一方面,如果比切削条件(6)进一步减小切深,则还是可以预测会在刀尖上产生粘合、加工面品位被显著损害。即,可知可以选择切削条件(4)~(6)的切深范围。
基于以上的结果,本实施方式的切削加工条件控制部30在将聚氨酯切削加工的情况下,也可以是,将150℃~200℃作为适当的切削加工温度存储,基于被适当地测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比200℃高的情况下使切深降低,另一方面,在该切削加工温度比150℃低的情况下使切深上升。
通过这样控制切削加工条件(切深),能够有效地防止200℃的低熔点的聚氨酯熔融,另一方面也能够有效地防止产生粘合。
在此情况下,也不需要如用于低负荷切削的以往的刀具刀尖形状那样、设定+的前角或将后角设定得比标准大。因而,能够显著地降低崩刃等突发的损伤的可能性。实际上,在本实施方式中,能够采用标准的刀具形状(前角0度、后角5~7度)。
接着,图4是表示与累积加工时间的经过对应的热电动势的测量结果的曲线图。根据本件发明者的新的认识,如图4所示,随着刀具磨损的进行,即使是相同的切削加工条件,切削加工温度也会稍稍上升。通过利用该现象高精度地测量切削加工温度,能够掌握刀具磨损的进行状况。
具体而言,在本实施方式中,在运算部(温度算出部)28上连接刀具更换时期判定部32,该刀具更换时期判定部32基于由运算部(温度算出部)28测量(算出)的切削加工温度,在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来。
由刀具更换时期判定部32进行的判定除了基于由运算部(温度算出部)28测量的切削加工温度的绝对值进行以外,也可以基于切削加工温度的变化(上升率等)来进行。
此外,在本实施方式中,在刀具更换时期判定部32上连接着警报部33,该警报部33在刀具更换时期判定部32判定为刀具更换时期的到来的情况下发出警报。
根据以上那样的本实施方式,能够基于高精度地测量(算出)的切削加工温度效率良好地、适当地敦促切削加工装置的刀具更换。
另外,根据本实施方式,由于在实际进行的切削加工条件下测量切削加工温度,所以能够按照加工的种类(车削加工、铣削加工、钻加工等)、还有按照刀具形状(R形状、角形状、突切等线形形状等)进行高精度的切削加工温度的测量。
此外,在以上说明的实施方式中,作为切削加工装置10,预先设有第1导线21、第2导线22、电压测量部25、运算部28、切削加工条件控制部30、刀具更换时期判定部32及警报部33,但本发明并不限定于这样的形态。本发明对于已有的切削加工装置是有效的,所述已有的切削加工装置具备有导电性的柄、和通过银焊料固定在该柄上的没有导电性的刀具。在此情况下,为了使柄和银焊料形成热电偶,需要在柄上连接第1导线的工序、在银焊料上连接第2导线的工序、和将第1导线与第2导线连接到用于热电动势测量的电压测量装置上的工序。
接着,使用图5,对本发明的另一实施方式的切削加工装置进行说明。图5是本发明的另一实施方式的切削加工装置的概略图。在本实施方式的切削加工装置10'中,第1导线21'和第2导线22'构成由不同种类的金属材料形成的热电偶,分别连接在银焊料15'上。
这里,为了将第1导线21'和第2导线22'可靠地连接到银焊料15'上,使刀具长度方向的银焊料15'的宽度(柄11'与刀具12之间的缺口部的宽度)为0.5mm以上(在图1的实施方式的情况下,也可以为0.1mm左右)。
本实施方式的其他结构与图1所示的实施方式是同样的。在图5中,对于与图1所示的实施方式相同的构成要素赋予相同的附图标记,其详细的说明省略。
根据本实施方式,也能够得到与图1的实施方式同样的作用效果。此外,本实施方式在柄没有导电性的情况下也是有效的。
附图标记说明
10、10'切削加工装置
11、11'柄
12刀具
15、15'银焊料
21、21'第1导线
22、22'第2导线
25电压测量部
28运算部
30切削加工条件控制部
32刀具更换时期判定部
33警报部
50切削加工装置
51夹盘
52刀具(有导电性)
53被切削材料(有导电性)
54水银层
61、62导线
65电压测量部。
Claims (14)
1.一种切削加工温度的测量方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工温度的测量方法的特征在于,具备:
在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;
测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序。
2.如权利要求1所述的切削加工温度的测量方法,其特征在于,还具备基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序。
3.如权利要求1所述的切削加工温度的测量方法,其特征在于,上述没有导电性的刀具是单晶金刚石刀具。
4.如权利要求1所述的切削加工温度的测量方法,其特征在于,上述柄由超硬材料形成。
5.一种切削加工装置,其特征在于,具备:
柄;
刀具,通过银焊料固定在上述柄上,没有导电性;
第1导线及第2导线,分别连接在上述银焊料上;
电压测量部,连接在上述第1导线和上述第2导线上,测量在两者之间产生的热电动势。
6.如权利要求5所述的切削加工装置,其特征在于,还具备基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的温度算出部。
7.如权利要求5所述的切削加工装置,其特征在于,上述没有导电性的刀具是单晶金刚石刀具。
8.如权利要求5所述的切削加工装置,其特征在于,上述柄由超硬材料形成。
9.一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:
在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;
测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;
基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;
基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切削速度降低的工序。
10.如权利要求9所述的切削加工条件的最优化方法,其特征在于,还具备基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的下限值低的情况下使切削速度上升的工序。
11.一种切削加工条件的最优化方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、将切削加工条件最优化的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工条件的最优化方法的特征在于,具备:
在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;
测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;
基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;
基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下使切深降低的工序。
12.如权利要求11所述的切削加工条件的最优化方法,其特征在于,还具备基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的下限值低的情况下使切深上升的工序。
13.一种切削加工装置的刀具更换时期的判定方法,是测量由切削加工装置带来的切削加工温度、判定切削加工装置的刀具更换时期的方法,所述切削加工装置具备柄、和通过银焊料固定在上述柄上的没有导电性的刀具,所述切削加工装置的刀具更换时期的判定方法的特征在于,具备:
在上述银焊料上分别连接第1导线和第2导线的工序;
测量在上述第1导线与上述第2导线之间产生的热电动势的工序;
基于测量出的热电动势算出对应的切削加工温度的工序;
基于算出的切削加工温度、在该切削加工温度比规定的上限值高的情况下判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序。
14.如权利要求13所述的切削加工装置的刀具更换时期的判定方法,其特征在于,还具备在判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的工序中判定为切削加工装置的刀具更换时期到来的情况下发出警报的工序。
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012-018322 | 2012-01-31 | ||
JP2012018322 | 2012-01-31 | ||
JP2012-084173 | 2012-04-02 | ||
JP2012084173 | 2012-04-02 | ||
JP2012-281471 | 2012-12-25 | ||
JP2012281471 | 2012-12-25 | ||
JP2012-283254 | 2012-12-26 | ||
JP2012283254 | 2012-12-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103223625A CN103223625A (zh) | 2013-07-31 |
CN103223625B true CN103223625B (zh) | 2015-11-18 |
Family
ID=48834388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310037436.3A Active CN103223625B (zh) | 2012-01-31 | 2013-01-31 | 切削加工温度的测量方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9518871B2 (zh) |
KR (1) | KR101436234B1 (zh) |
CN (1) | CN103223625B (zh) |
TW (1) | TW201345651A (zh) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6330307B2 (ja) * | 2013-12-11 | 2018-05-30 | 株式会社ジェイテクト | 主軸装置 |
JP6303973B2 (ja) * | 2014-10-20 | 2018-04-04 | 株式会社デンソー | 状態検出センサ |
RU2589289C1 (ru) * | 2015-02-17 | 2016-07-10 | Борис Сосрукович Хапачев | Способ определения контактной температуры при использовании инструментов из сверхтвердых материалов |
CN105352631B (zh) * | 2015-10-27 | 2017-11-10 | 沈阳航空航天大学 | 一种加工过程中摩擦热占整体切削热比例的测定方法 |
JP6358233B2 (ja) * | 2015-11-12 | 2018-07-18 | 株式会社デンソー | 組付状態の診断装置 |
CN105328511B (zh) * | 2015-11-18 | 2017-11-17 | 江苏科技大学 | 一种用于多孔材料切削加工在线温度采集方法 |
CN105973494B (zh) * | 2016-05-05 | 2018-10-09 | 盐城工学院 | 一种涂层刀具车削钛基复合材料温度的测量方法 |
CN105751008B (zh) * | 2016-05-05 | 2017-10-27 | 南京航空航天大学 | 一种聚晶金刚石刀具车削钛基复合材料温度的测量方法 |
CN106346314A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-01-25 | 江苏工大金凯高端装备制造有限公司 | 一种刀具磨损监测系统及装置 |
CN108318140B (zh) * | 2018-01-09 | 2020-05-19 | 浙江大学 | 一种增减材制造工艺中基体表面切削时机的获取方法 |
RU2688862C1 (ru) * | 2018-07-09 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ определения контактной температуры при механической обработке материалов |
JP7036763B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2022-03-15 | ファナック株式会社 | 工具交換時期管理システム |
CN115847637B (zh) * | 2022-12-09 | 2025-01-24 | 浙江大学 | 一种单点金刚石车削加工过程切削区域温度在线测量装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1334371A (en) * | 1970-11-05 | 1973-10-17 | Consiglio Nazionale Ricerche | Control of machine tools |
DD202827A1 (de) * | 1981-12-31 | 1983-10-05 | Univ Magdeburg Tech | Verfahren und einrichtung zur ueberwachung spanender werkzeuge |
CN1033021A (zh) * | 1987-11-11 | 1989-05-24 | 哈尔滨工大学 | 非导电材料车刀切削中温度测量方法 |
CN2059984U (zh) * | 1989-11-18 | 1990-08-01 | 浙江大学 | 测量切削刀具温度场的实验装置 |
GB9519523D0 (en) * | 1995-09-25 | 1995-11-29 | Ford Motor Co | Detection of tool failure |
CN1124937A (zh) * | 1993-06-01 | 1996-06-19 | 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 | 工件磨削中避免产生热过载的方法 |
JP2002178240A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-25 | Univ Shimane | 被削材の切削時の工具刃先温度の測定方法及びその装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4676557A (en) * | 1984-07-20 | 1987-06-30 | Cimline, Inc. | Cooling system for wheeled saw |
SE460403B (sv) * | 1987-10-20 | 1989-10-09 | Birger Alvelid | Skaerverktyg foersett med tillstaandsgivare |
JPH05309536A (ja) * | 1992-04-14 | 1993-11-22 | Sony Corp | 工作機械の熱変位防止構造 |
JPH06126564A (ja) | 1992-10-15 | 1994-05-10 | Makino Milling Mach Co Ltd | 冷却液流通パイプを鋳込んだ工作機械の構造体 |
US5451288A (en) * | 1992-11-05 | 1995-09-19 | Smith; Larry | Heated die punch construction and control device |
US7156260B2 (en) * | 2003-05-09 | 2007-01-02 | Intellipack | Mixing module drive mechanism and dispensing system with same |
US7429152B2 (en) | 2003-06-17 | 2008-09-30 | Kennametal Inc. | Uncoated cutting tool using brazed-in superhard blank |
JP2005014137A (ja) | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | 切削工具および切削工具の測温校正方法 |
JP2005018386A (ja) | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Allied Syst Kk | 可動工具の測定装置 |
US7513121B2 (en) * | 2004-03-25 | 2009-04-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials |
JP2006102864A (ja) | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Nagano Prefecture | 切削試験機 |
CN100582698C (zh) * | 2008-07-14 | 2010-01-20 | 大连理工大学 | 嵌入式多层复合薄膜切削温度传感器的制作方法 |
US9631986B2 (en) * | 2013-05-10 | 2017-04-25 | Illinois Tool Works Inc. | Rotatable temperature sensing device |
-
2013
- 2013-01-28 KR KR1020130009244A patent/KR101436234B1/ko active Active
- 2013-01-30 US US13/754,490 patent/US9518871B2/en active Active
- 2013-01-31 CN CN201310037436.3A patent/CN103223625B/zh active Active
- 2013-01-31 TW TW102103722A patent/TW201345651A/zh unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1334371A (en) * | 1970-11-05 | 1973-10-17 | Consiglio Nazionale Ricerche | Control of machine tools |
DD202827A1 (de) * | 1981-12-31 | 1983-10-05 | Univ Magdeburg Tech | Verfahren und einrichtung zur ueberwachung spanender werkzeuge |
CN1033021A (zh) * | 1987-11-11 | 1989-05-24 | 哈尔滨工大学 | 非导电材料车刀切削中温度测量方法 |
CN2059984U (zh) * | 1989-11-18 | 1990-08-01 | 浙江大学 | 测量切削刀具温度场的实验装置 |
CN1124937A (zh) * | 1993-06-01 | 1996-06-19 | 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 | 工件磨削中避免产生热过载的方法 |
GB9519523D0 (en) * | 1995-09-25 | 1995-11-29 | Ford Motor Co | Detection of tool failure |
JP2002178240A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-25 | Univ Shimane | 被削材の切削時の工具刃先温度の測定方法及びその装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
切削温度测量方法综述;刘战强等;《工具技术》;20020331;第36卷(第3期);3-4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI560022B (zh) | 2016-12-01 |
US20130195143A1 (en) | 2013-08-01 |
US9518871B2 (en) | 2016-12-13 |
KR101436234B1 (ko) | 2014-08-29 |
KR20130088781A (ko) | 2013-08-08 |
TW201345651A (zh) | 2013-11-16 |
CN103223625A (zh) | 2013-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103223625B (zh) | 切削加工温度的测量方法 | |
JP5822441B2 (ja) | 切削加工評価装置 | |
Dewes et al. | Temperature measurement when high speed machining hardened mould/die steel | |
Korkut et al. | Investigation of chip-back temperature during machining depending on cutting parameters | |
Kerrigan et al. | An integrated telemetric thermocouple sensor for process monitoring of CFRP milling operations | |
Sato et al. | Variation of temperature at the bottom surface of a hole during drilling and its effect on tool wear | |
US20160097241A1 (en) | Cutter tool insert having sensing device | |
Chinchanikar et al. | Cutting force modeling considering tool wear effect during turning of hardened AISI 4340 alloy steel using multi-layer TiCN/Al 2 O 3/TiN-coated carbide tools | |
TW201511909A (zh) | 用於從工件同時切割多個晶圓的方法 | |
JP2018519174A (ja) | 金属の切削、フライス加工または穴あけのための切削インサート、ならびに切削インサートを備える工具ホルダおよび工具 | |
Li et al. | Temperature measurement in high speed milling Ti6Al4V | |
CN108015626A (zh) | 一种能够自动调整监控极限的刀具状态识别方法 | |
Lau et al. | The relation between tool geometry and the Taylor tool life constant | |
JP2014140951A (ja) | 切削加工条件の最適化方法、及び、切削加工装置の工具交換時期の判定方法 | |
Rall et al. | Heat transfer to, and temperature distribution in, a metal-cutting tool | |
CN109759900A (zh) | 适于含能材料切削加工的测温刀具 | |
CN102672249B (zh) | 基于铣削温度预测残余拉应力发生及相应优化控制方法 | |
JP6049476B2 (ja) | 切削加工温度の測定方法 | |
CN202066442U (zh) | 麻花钻头角度快速检测尺 | |
JP3385473B2 (ja) | 被削材の切削時の工具刃先温度の測定方法及びその装置 | |
Renjith et al. | Influence of process parameters on cutting forces and Taguchi based prediction of T42-CT HSS single point cutting tool deflection | |
CN101908084A (zh) | 1000mw超临界汽轮机转子轮槽面温度场重构的方法 | |
CN106768438A (zh) | 一种新型热电偶测量端及其制作方法 | |
Benattia et al. | Numerical investigations on the surface integrity of a mechanical part machined by the end milling process using different teeth of the milling cutter | |
CN104588984B (zh) | 一种止动器盖加工工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |