嵌入式薄膜熱電偶測(cè)溫刀具傳感器的研制.pdf

1、本課題屬于切削溫度測(cè)試研究領(lǐng)域，課題來源于遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)(20062143)和遼寧省教育廳高?？萍加?jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)(05L023)。本文主要研究瞬態(tài)測(cè)溫傳感器——嵌入式薄膜熱電偶測(cè)溫刀具傳感器的研制及其性能研究。 切削溫度直接影響工件的熱變形、已加工表面質(zhì)量、刀具前刀面積屑瘤的產(chǎn)生和消退以及刀具壽命等眾多因素，因而現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)切削溫度的監(jiān)測(cè)要求逐步提高。鋁合金高速切削過程中產(chǎn)生大量的切削熱，由于切削速度高，切削熱

2、來不及傳給工件就被高速流出的切屑帶走，工件和刀具累積熱量極少。切削熱主要集中于刀尖處，而切削區(qū)域埋藏于工件內(nèi)，處于半封閉狀態(tài)，目前常用的測(cè)溫方法無法測(cè)量刀尖處的切削溫度，只能測(cè)量距離刀尖一定距離的平均溫度。本文研制出一種嵌入式復(fù)合薄膜熱電偶刀具溫度傳感器，該傳感器集切削、測(cè)溫為一體，可以快速并精確地測(cè)量刀具刀尖處的切削溫度。 論文的主要內(nèi)容包括：薄膜熱電偶測(cè)溫傳感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，磁控濺射方法制備SiO2絕緣膜、熱電偶薄膜電極，

3、測(cè)溫傳感器的靜態(tài)標(biāo)定、動(dòng)態(tài)標(biāo)定及切削溫度測(cè)量試驗(yàn)，薄膜熱電偶磨損誤差分析等。其中，SiO2絕緣膜、薄膜電極的制備以及薄膜熱電偶磨損誤差分析是本論文工作的重點(diǎn)。 通過增加磁控濺射射頻偏壓的方法，使薄膜熱電偶與基體之間的結(jié)合力得到改善。采用數(shù)控線切割慢走絲加工掩模，使其形狀規(guī)則、熱變形量小。磁控濺射得到的熱電偶薄膜膜層致密均勻、平整光滑、邊界清晰、在熱電極尺寸縮小70％的情況下仍能保證連續(xù)。對(duì)熱電偶進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定，得出薄膜熱