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    1.1 选题背景和意义在金属切削中,当刀具还没有达到磨钝标准,甚至在刀具尚未产生明显磨损时, 就丧失切削能力,通常把这种非正常磨损造成的刀具损坏,称为刀具破损。刀具的 破损是刀具的主要失效形式之一,也是典型的随机现象,严重影响工件表面加工质 量、生产效率及生产安全。因此对高速切削刀具的破损机理进行系统研究,对立铣 刀的刃区改进或优化,改善刀具的抗破损能力,提高刀具使用寿命是自动化生产过 程中待解决的关键技术之一。10792
    铣削是切削加工中应用最广泛的一种断续切削方式。目前,铣刀刀片的材料主 要采用硬质合金、金属陶瓷等脆性材料。这类材料硬度高但韧性较差,在断续切削 过程时易造成刀具破损。其原因是切削温度直接影响刀具体内的热应力分布,尤其 在铣削过程中,刀片频繁切入切出,刀具受到周期性的热冲击,易使硬质合金刀片 产生热裂纹而导致破损。因此测量出铣削温度,并以此为基础对铣刀片的温度场以 及受热密度函数特别是表面受热密度函数进行研究,为铣刀刀片的破损原因及槽型 优选提供关键数据和依据
    铣削是指使用旋转的多刃刀具切削工件,是高效率的加工方法。工作时刀具旋转(作主运动),工件移动(作进给运动),工件也可以固定,但此时旋转的刀具还必须移动(同时完成主运动和进给运动)。铣削用的机床有卧式铣床或立式铣床,也有大型的龙门铣床。这些机床可以是普通机床,也可以是数控机床。
    铣削的特征是:①铣刀各刀齿周期性地参与间断切削;②每个刀齿在切削过程中的切削厚度是变化的。③每齿进给量αf(毫米/齿),表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。
    论文正对当前国内外铣削温度测量技术的现状,采用热辐射比色测温方式,在收集并研究了VC界面编程、数据处理等相关技术资料的基础上,通过元件选型,软硬件设计、调试与模拟实验,开发一套体积小、成本低的光纤式温度测温体统。主要论述了基于光纤红外测温计数的低功耗测温系统设计开发过程。
    1.2切削温度测量技术概述
    1.2.1切削温度的测量方法
    切削温度的测量是切削试验中的重要技术,在进行切削理论研究,刀具切削性 能及加工材料性能研究等方面有重要作用。切削温度的测量方法主要有热电偶法、 光热辐射法、金相结构法等。
    1. 热电偶法
    热电偶法是目前较成熟也较常用的切削温度测量方法。釆用热电偶法的测温装 置结构简单,测量方便。根据不同的测量原理和用途,热电偶法又可分为3种:
    自然热电偶法:它是利用刀具和工件分别作为自然热电偶的两极,组成 闭合电路测量切削温度。该方法测量切削温度简便可靠,可方便地研究切削条件(如切削速度、进给量等)对切削温度的影响。但它主要用于测定切削区域的平均温度, 无法测得切削区指定点的温度,同时,当刀具材料或工件材料变换后,热电偶的热 电特性曲线也必须重新标定。
    人工热电偶法:在刀具或工件被测点处钻一个小孔,孔中插入一对标准 热电偶并使其与孔壁之间保持绝缘。切削时,热电偶接点感受出被测点温度,并通 过串接在回路中的毫伏计测出电势值,然后参照热电偶标定曲线得出被测点的温度。人工热电偶法可用于测量刀具、切屑和工件上指定点的温度,并可测得温度分 布场和最髙温度的位置。它的优点是对于特定的人工热电偶材料只需标定—次,并 且热电偶材料可灵活选择。但由于将人工热电偶埋入超硬刀具材料内比较困难,因此限制了该方法的推广应用。
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