Phương pháp đo nhiệt bằng bức xạ không tiếp xúc khi gia công tốc độ cao

Nhiệt cắt và nhiệt độ phân bố dọc theo phần tiếp xúc giữa dụng cụ cắt với chi tiết gia công trong quá trình cắt là nhân tố cơ bản trong nghiên cứu quá trình gia công kim loại, bởi nó ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, tuổi bền của dụng cụ, độ chính xác gia công, trạng thái kim loại và tốc độ bóc tách phôi. Đã có một số phương pháp đưa ra cách đo nhiệt độ trong quá trình cắt, trong đó, phương pháp đo bức xạ không tiếp xúc được đánh giá là phương pháp tốt nhất hiện nay.

Nghiên cứu của Nguyễn Tiến Nga (Trường CĐ Kỹ thuật Công nghiệp Bắc Giang) sử dụng phương pháp đo nhiệt bằng bức xạ không tiếp xúc, sử dụng hệ đo nhiệt động phát sinh trong quá trình cắt gồm một dãy 15 cảm biến quang nhiệt HgTeCd, kích thước 80x80 µm, với khoảng cách từ tâm các cảm biến là 100 µm, tổng chiều dài đặt cảm biến 1,48 mm. Dãy này có thể đo được tín hiệu thời gian phát nhiệt xấp xỉ 250 nano giây và đủ chính xác để thu được nhiệt trong suốt quá trình gia công.

Để thực hiện các phép đo, dãy các cảm biến được tập trung trên bề mặt dưới của mẫu, trên đường thẳng vuông góc với hướng cắt và nằm khoảng giữa các vật mẫu. Các thực nghiệm đo vùng nhiễu phát sinh trong quá trình gia công hợp kim nhôm có chế độ cắt là chiều cắt 0,5 mm, góc cắt alpha=5,5^o, vận tốc cắt 30 m/s và sử dụng mảnh dao hợp kim có vùng mòn và dao sắc (dao có vùng mòn là dạng chung của dụng cụ khi bị mòn).

Kết quả cho thấy, dao có vùng mòn làm cho góc cắt bị giảm, tăng ma sát, tăng vùng phát sinh nhiệt trong phôi nên làm tăng ứng suất trên bề mặt sản phẩm. Như vậy, vùng mòn là nguồn sinh nhiệt đáng kể. Ngoài ra, con số đo được cũng chỉ ra rằng, nhiệt cắt tăng khi giảm góc cắt và tăng chiều sâu cắt.