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资料简介
燕山大学毕业设计 光纤辐射温度计及其在金属切削热测量中的应用 共78页。
目录
摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………Ⅱ

第1 章 绪论………………………………………………………………………1
1.1 引言………………………………………………………………………...1
1.2 用于金属切削的温度测量的研究现状…………………………………...1
1.2.1 测量切削温度的常用方法………………………………….………..1
1.2.2 红外辐射非接触温度计用于切削温度测量…………….…………..3
1.3 课题研究的意义及主要内容…………….……….. …………….………..6
第2 章 金属切削热的形成机理及其切削温度的分布……….. …………….. ..7
2.1 引言…………….……….. …………….……….. …………….…………..7
2.2 切削热的来源和传出…………….……….. …………….………………..7
2.3 切削过程中刀具工件切屑的温度分布………………….………………..8
2.3.1 刀具的温度分布…………….……….. ……………….……………..8
2.3.2 切屑与工件的温度分布………….……….. …………….…………..8
2.4 影响切削温度的重要因素…………….……….. …………………. . .…10
2.4.1 切削用量对切削温度的影响….….…………………. .……………10
2.4.2 刀具几何参数对切削温度的影响…………….……………………13
2.4.3 刀具磨损对切削温度的影响…………….……….. ……………….14
2.4.4 工件材料对切削温度的影响…………….…………………………14
2.5 切削热不利影响和应用…………….……….. …………….……………16
2.6 本章小结…………….……….. …………….……….. …………….……18
第3 章 用于金属切削的光纤辐射温度计的设计…………….………………. 19
3.1 引言…………….……….. …………….……….. …………….…………19
3.1.1 辐射测温的基本原理…………….……….. …………….…………20
3.1.2 单色辐射测温原理…………….……….. …………….……….. ….21
3.2 系统的总体方案…………….……….. …………….……….. ………….22
3.3 测量系统的设计…………….……….. …………….……………………23
3.3.1 光纤探头…………….……….. …………….……….. …………….23
3.3.2 前置器…………….……….. …………….…………………………25
3.3.3 有源低通滤波…………….…………………………………………27
3.4 信号处理系统的总体设计…………….……….. …………….…………29
3.5 系统硬件设计…………….……….. …………….………………………29
3.5.1 AT89C55…………….……….. …………….………………………..29
3.5.2 A/D 转换器AD7705…………….……….. …………….……………30
3.5.3 显示接口芯片PS7219…………….……….. …………….………...34
3.5.4 X25045…………….……….. …………….……….. …………….…35
3.5.5 采用AD421 的标准电流输出扩展…………….……………………36
3.5.6 键盘的扩展…………….……….. …………….……………………37
3.6 系统软件设计…………….……….. …………….……….. …………….38
3.6.1 主程序…………….……….. …………….……….. …………….…38
3.6.2 数据处理子程序…………….……….. …………….………………38
3.6.3 键盘处理…………….……….. …………….………………………43
3.7 本章小节…………….……….. …………….……….. ………………….45
第4 章 光纤辐射温度计用于切削温度测量的实验……………………………46
4.1 引言………….……….. …………….……………….……….. …………46
4.2系统的温度标定实验…………….……………………………………….46
4.3系统用于机床切削温度测量的实验…………….…………………….…47
4.4 本章小节………….……….. …………….……………….……….. ……48
结论………….……….. …………….……………….……….. …………….……49
参考文献………….……….. …………….……………….……….. …………….51
攻读硕士学位期间发表的论文………….……….. …………….……………….55
致谢………….……….. …………….……………….……….. …………….……56
摘要

在金属切削过程中,切削温度是重要的控制参数之一。由于金属切削的
加工环境恶劣,切削过程中产生的瞬时高温测量难度较大。因此,设计具有高
精度、高灵敏度,并能实时控制的测温系统具有十分重要的意义。
本文针对金属切削的特殊工况下的测温要求,基于辐射测温的原理,提出
采用光纤辐射测温的方法。系统利用光探头完成信号采集工作,用光纤将被测
信息输出,再配合前置器信号变换及单片机AT89C55处理,实现温度的精确
测量、显示及标准电流的输出,同时,串行口能完成上位机的通信,从而实现
了测量结果的分析及输出控制的要求。
分析了金属切削中切削热的来源和传出,以及刀具工件的切削温度的分
布,总结了影响切削温度的重要因素和切削热的不利影响和应用,为温度测量
系统的设计提供了理论依据和生产需要的技术要求。
基于金属切削的测温工况建立了测量系统的数学模型,设计了光纤探头、
前置器、有源低通滤波,特别设计了信号处理的硬件系统和软件系统,从而实
现了温度的显示及切削温度的比较、输出控制等要求。
进行了用于金属切削的光纤辐射温度测量系统的相关实验,结果表明本系
统具有测量精度高、稳定性好,便于实时控制等优点。

关键词 切削热;辐射测温;光纤探头;前置器;有源低通滤波;单片机
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