【正文】 圖 3－ 7 砂輪磨削區(qū)溫度測量的裝置 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 49 頁 參考文獻 [1] 蘭雄侯，王繼先，高航磨削溫度理論研究 的現(xiàn)狀與進展 [A]，沈陽：東北大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院 . [2] 徐鴻鈞，磨削溫度的測量技術(shù)磨料磨具與磨削， 1986. [3] 王霖、秦勇等，磨削溫度場的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，濟南：山東大學(xué)， 2021. [4] 徐鴻鈞，高航，磨削溫度的測量技術(shù)，徐鴻鈞，高航，沈陽：東北大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院 . [5] 田志勛，徐明信，崔云惠，隋金福 .熱電現(xiàn)象與熱電偶理論，金屬熱處理， 1994 年第 6 期 . [6] 錢立宗，熱電偶及應(yīng)用 [J]，安慶師院學(xué)報 (自然科學(xué)版 )， 1995 年 8 月 . [7] 袁希光，傳感器技術(shù)手冊 .國防工業(yè) 出版社， 1986 年 12 月 . [8] 王西彬，任敬心，磨削溫度及熱電偶測量的動態(tài)分析 [J]，中國機械工程， 1997 年第 8 卷第 6 期 . [9] 崔亦飛，曹云乾，簡易熱電偶制作原理與標(biāo)定 [J]，儀器儀表學(xué)報， 1994 年 5 月第 15 卷第 2 期 . [10 ] 黃澤銑等，熱電偶原理及其檢定 . [11 ] 陳守仁主編，工程檢測技術(shù)（下冊），北京：中央電視大學(xué)出版社， 1984. [12 ] 任敬心，華定安，磨削原理，西安：西北工業(yè)大學(xué)， 2021. [13] 王西彬，師漢民，任敬心，結(jié)構(gòu)陶瓷的磨削溫度，西安：西北工業(yè)大學(xué)， 2021. 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 50 頁 附錄 B 英文翻譯 在高速磨削中冷卻液速度的分析與實驗研究 ， ， （制造技術(shù) SIMTeach 研究所，新加坡， 638075） 摘 要 在高速磨削中，必須使用以水為主的冷卻液，以避免熱燒傷，形成更好的工件表面質(zhì)量，提高磨削效率。 目前測量砂輪磨削區(qū)域溫度用得最為普遍的試所謂的分塊試件夾絲的半人工熱電偶測量方案，本次試驗也采用此發(fā)案。 其中云母片厚度不大于 ，鎳鋁 鎳鉻絲的直徑都為 ，長度初定 3m（其中 1m 用于標(biāo)定），端部展平即為箔片，厚度不大于 ，粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂。 圖 3－ 6 試件的結(jié)構(gòu)示意圖 為了將熱電偶埋入工件，需要將工件分割成兩部分，且在其中一部分上開工藝槽，留出熱電偶絲的空 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 48 頁 隙。 從兩條曲線的比較中可以看出，這兩種熱電偶存在一定誤差，基本上是在系統(tǒng)誤差的基礎(chǔ)上又有一定的隨機 誤差。利用 MATLAB 繪出相應(yīng)的電勢 — 溫度曲線如下所示。 ℃ ③ UJ37 型電位差計 測量范圍： 1~0~103 毫伏，準(zhǔn)確度級別 級 使用溫度范圍： 5~45℃ ④標(biāo)準(zhǔn)熱電偶：鉑鐒 鉑 分度號： LB3， 測溫范圍 20℃ 1600℃ 新分度號為 S 等級：二級 ⑤被測熱電偶：鎳 鉻 鎳硅（直徑 ） 分度號： EU2， 測溫范圍 50℃ ~1300℃ 新分度號為 K 試驗步驟 ①將試驗設(shè)備各電路連線按設(shè)備說明書的要求聯(lián)結(jié)； ②將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被測熱電偶扎好一起放入臥式管形電爐中； ③接通電源； ④將 DWK 精密溫度自動控制裝置調(diào)到一定數(shù)值； ⑤測出檢定爐溫下被測熱電偶的熱電勢值，記錄數(shù)據(jù)； ⑥ 按照標(biāo)定方案中的數(shù)據(jù)重復(fù)④和⑤； ⑦ 切斷各設(shè)備電源，拆卸聯(lián)結(jié)線。爐溫可調(diào)，與在該爐溫 下測得的標(biāo)定熱電偶的熱電勢相對應(yīng)就可以畫出待標(biāo)定熱電偶的熱電特性曲線。我們準(zhǔn)備對高效深磨試驗中用到的鎳鉻 鎳硅絲進行標(biāo)定，以得到這種材料的第一手資料，為以后的試驗奠定一個堅實的基礎(chǔ)。 表 3－ 1 鎳鉻 鎳硅熱電偶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 試驗?zāi)康? 溫度標(biāo)定指的是確定熱電偶的熱電特性，也就是確定熱電偶結(jié)的溫度 電勢曲線。但在還 原性介質(zhì)或硫化物氣氛中易被侵蝕。實驗研究使用時，根據(jù)需要可以拉延至更細的直徑。根據(jù)本研究的測試要求，本測試中采用的測溫元件是的鎳鉻 鎳硅熱電偶。 熱電偶種類很多，常用的不下幾十種，不同材料組成的熱電偶其測溫范圍、適用條件、靈敏度等也不同，實際應(yīng)用中應(yīng)有所選 擇。不變，就可以根據(jù)熱電勢 E 來確定熱端溫度 T 配大小，這就是熱電偶測溫的工作原理 [9]。最近出現(xiàn)了用紅外光導(dǎo)纖維測量磨削溫度方面的研究，并且已經(jīng)取得了一定的成果和突破，但是熱電偶測溫法仍然是能夠進入磨削區(qū)直接測量的唯一有效的方法 [8]。因此，必須由兩種不同的材料才能構(gòu)成熱電偶。 2．熱電偶均質(zhì)導(dǎo)體定律 [7] 由一種均勻?qū)w組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面和長度如何，以及各處的溫都不能產(chǎn)生熱電勢。 熱電偶定律 熱電偶均質(zhì)導(dǎo)體定律 1．中間導(dǎo)體定律 [6] 如圖所示為由導(dǎo)體 A. B 構(gòu)成的熱電偶，兩端結(jié)點的溫度為 T， To，且 TTo，于是回路中總的熱電勢包含兩個拍爾帖電勢和兩個湯姆遜電勢。利用這個效應(yīng)制成的溫度傳感器就是熱電偶。 熱電偶的定義 現(xiàn)在流行的熱電偶定義有兩種 [5]，分別說明如下。 2．湯姆遜電勢 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 41 頁 同一導(dǎo)體兩端溫度不同時，兩端建立起一定數(shù)值的電勢，這就是湯姆遜效應(yīng)，這種電勢稱為溫差電勢或湯姆遜電勢。它包括接觸電勢和湯姆遜電勢。 熱電偶現(xiàn)象 由兩種不同導(dǎo)體 (A、 B)構(gòu)成的閉合回路，若兩端結(jié)點溫度不同，回路中將產(chǎn)生一定數(shù)值的電流，且其大小決定于導(dǎo)體材料的性質(zhì)和結(jié)點的溫度 .，這就是“熱電效應(yīng)”。既可以測量靜態(tài)溫度，也能測量動 態(tài)溫度。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小等優(yōu)點。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對熱電現(xiàn)象的認識逐步加深。 表 2 是近幾十年來先后見諸文獻的有關(guān)磨削溫度測量方法的一個匯總。磨削溫度是加工時由磨削熱所引起的工件溫升的一個總稱 [4]。因此通過研究磨削溫度來探索解決磨削熱損傷的途徑一直是磨削加工技術(shù)重要的研究內(nèi)容之一。當(dāng)磨削溫度較高時，會使零件表層金相組織發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)磨削燒傷和磨削裂紋。 研究磨削溫度的意義 磨削加工是一種重要的加工工藝，它被廣泛應(yīng)用于高精度和高光潔 度工件的生產(chǎn)過程中。 液氮超低溫加工狀態(tài)下工件的溫度分布情況。 能夠綜合反映不同磨削過程的熱模型及能對磨削溫度進行動態(tài)仿真的軟件的建立。 綜合 考慮砂輪磨料、磨削液、磨屑等對磨削溫度的影響。 在給定的工藝條件下準(zhǔn)確確定熱量傳給工件的比例 R 的方法。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 39 頁 目前，高速及超高速磨削技術(shù)的迅速發(fā)展為磨削溫度的研究提供了新的領(lǐng)域，同時也提出了新的要求。例如磨粒模型和接觸區(qū)模型所考慮的因素還不夠全面。 表 1－ 1 磨削熱模型的主要發(fā)展 [2] 磨削溫度研究的發(fā)展趨勢 目前，磨削溫度的測量還不是一項十分成熟的技術(shù)，它本身還處在不斷的探索、完善與發(fā)展之中，不管是對哪一種磨削溫度，要真正測準(zhǔn)一個數(shù)據(jù)都不是一件容易的事情。東北大學(xué)在磨削溫度方面的研究成果比較顯著 :蔡光起教授在研究高速重負荷鋼坯修磨時建立了鋼坯修磨熱模型；高航教授在研究斷續(xù) 磨削時分別建立了臥軸周邊斷續(xù)磨削和立軸端面斷續(xù)磨削的熱源模型；金灘博士在研究高效深切磨削技術(shù)時，對高效深磨的傳熱機制進行了系統(tǒng)的理論研究，分別用均布和三角形分布熱源假設(shè)，建立了傾斜移動熱源的三種傳熱模型。貝季瑤用實驗方法肯定了按ｌ =Ｄ178。 國內(nèi)情況 我國學(xué)者也很早就開展了磨削溫度的理論研究。因此建議使用 Hahn 的磨粒模型。 Blank 的結(jié)果表明 40176。 Blank 研究發(fā)現(xiàn)對于大多數(shù)含鐵材料 ， 在回火顏色發(fā)生時往往伴隨著表面的嚴重損傷 ， 一般回火顏色發(fā)生的臨界溫度在 450℃至 500℃。因此 ， 提出滑擦、耕犁和切削能可以被分別定義。因此得出結(jié)論 ， 對于淺磨削 ， 磨削液的重要性是由于更有效的潤滑來減少磨削力和磨削溫度的 [1]。DesRuisseaux 發(fā)現(xiàn)對于典型的 Pecle 數(shù)和對流換熱系數(shù) ， 重要的對流冷卻將不發(fā)生在接觸區(qū)。不過 ， Malkino 的研究結(jié)果表明在幾何接觸長度內(nèi)有超過 2/3 的能量進入工件。 Malkino 發(fā)現(xiàn)實際熱源長度是幾何接觸長度的 2～ 3 倍。2021. [8] 王昆，何小柏 .機械設(shè)計課程設(shè)計 [M]. 北京 :高等教育出版社， 2021. [9] 溫松明主編 .互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) [M].長沙：湖南大學(xué)出版社， 2021. [10] 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組 .機械設(shè)計手冊（中） [M].北京，化學(xué)工業(yè)出版 社； 1983. [11] 戴曙 ..金屬切削機床 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1995. [12] 成大先 .機械設(shè)計圖冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. [13] 劉潭玉，黃素華，熊逸珍 .畫法幾何及機械制圖 [M].長沙：湖南大學(xué)出版社， 1998. [14] 孫桓，陳作模 .機械原理 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [15] 史美堂主編 .金屬材料及熱處理 [M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2021. 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 37 頁 附錄 A 磨削溫度科研報告 第 1 章 磨削溫度研究概述 磨削溫度研究的的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 熱模型的發(fā)展其現(xiàn)狀 國外情況 早在 50 年代 ， Outwater 和 Shaw 基于剪切面移動熱源理論建立了熱量傳遞給工件的熱源模型。 此外，具有豐富磨床設(shè)計經(jīng)驗的吳躍高級工程師給我們?nèi)M同學(xué)悉心講解圖紙和解答疑問，在次也表示衷心的感謝。 郭老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高度的責(zé)任心給我留下了很深刻的印象，同時也給我的學(xué)習(xí)、工作、生活以很大的影響，使我受益匪淺。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 35 頁 致謝 經(jīng)過三個多月的努力，畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲了。考慮到加工成本的問題，我采取將砂輪架主軸中間一部分半徑減小的方法，從而減少了精加工的長度，減小了工件的加工成本，但這樣做會減小砂輪 架主軸的剛度。這種方案的好處是砂輪架承受的軸向力大大地減小了，砂輪架主要承受扭矩，達到減小砂輪架主軸變形、提高砂輪架主軸的承載能力和提高旋轉(zhuǎn)精度等目的。多楔帶以平帶為基體，內(nèi)表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動，工作面為 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 34 頁 楔側(cè)面。 ，采用了多楔帶皮帶和多楔帶帶輪。它利用靜壓軸承的節(jié)流原理，使壓力油腔中產(chǎn)生足夠大的靜壓軸承載力，從而克服了液體動壓軸承啟動和停止時出現(xiàn)的干摩擦造成主軸與軸承磨損現(xiàn)象，提高了主軸和軸承的使用壽命及精度保持性；軸承油腔大多采用淺腔結(jié)構(gòu)，在主軸啟動后，依靠淺腔階梯效應(yīng)形成的動壓承載力和靜壓承載力疊加，大大地提高了主軸承載能力，而多腔對置結(jié)構(gòu)又極大地增加了主軸剛度； 高壓油膜的均化作用和良好的抗振性能，保證了主軸具有很高旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。為了提高旋轉(zhuǎn)精度，我主要做了以下工作： ，我選用了動靜壓軸承。在這個過程中，軸的撓度校核、皮帶和皮帶輪的設(shè)計等用到了大量的計算。 本次畢業(yè)設(shè)計我負責(zé)的部件是砂輪架，砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，主要由傳動部件和主軸軸承部分組成，主軸與軸承是砂輪架的主要組成部分。 在數(shù)控高速端面外圓磨床 MKS1632A 的設(shè)計過程中，郭老師讓我們四個人每人負責(zé)一部分，我負責(zé)的是數(shù)控高速端面外圓磨床 MKS1632A 的砂輪架部分。這次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年 所學(xué)知識的一次綜合應(yīng)用，它涉及到機械制圖、機械制造技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計、機械裝備設(shè)計、液壓系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、互換性和測量技術(shù)、單片機、電子信息技術(shù)等多門課程的內(nèi)容，使我對知識的綜合知識的運用有了很大的提高。 ，間隙供油 3）動靜壓軸承 a..砂輪架主軸軸承部分 機床液壓系統(tǒng)的擬訂，要與機械，電器配合，將各個液壓回路進行組合，達到總體設(shè)計所需要的動作循環(huán)程序。 上述步驟是相互聯(lián)系交替進行的，往往需要幾次反復(fù)，才能完成。 ，并按照機床布局來確定各元件的組合形式，進行閥板設(shè)計。 ，將各個回路合并成系統(tǒng)，畫出液壓傳動系統(tǒng)原理圖。職能符號只表示元件的作用，不能表示出結(jié)構(gòu)，繪制迅速方便，已列入國標(biāo)。 3）液壓傳動采用的符號 在繪制液壓傳動系統(tǒng)原理圖時，液壓元件的符號常采用結(jié)構(gòu)符號或職能符號來表示。 （ 3）壓力與流量的關(guān)系 齒輪油泵并不是一旋轉(zhuǎn)就打出壓力油來的，必須要 在油泵出油口加負載，并且壓力隨負載變化而變化。負載大，壓力大；負載小，壓力小。磨床的液壓傳動，就是利用容積的變化來完成其動作的。 液壓傳動設(shè)計 壓工作原理 1）液壓傳動的特征 與機械傳動相比，它是用具有壓力的油作為介質(zhì)，經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動或直線運動的： 電動機帶動油泵 壓力油 液壓機（旋轉(zhuǎn)運動） 油缸（直線運動） 因此，整個液壓傳動系統(tǒng)由四部分組成： （ 1）動力部分 —— 油泵 （ 2）執(zhí)行部分 —— 液壓機或油缸 （ 3）控制部分 ——