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本课题属于切削温度测试研究领域,课题来源于辽宁省自然科学基金项目,项目编号（20062143）和辽宁省教育厅高校科技计划,项目编号（05L023）。本文主要研究瞬态测温传感器——嵌入式薄膜热电偶测温刀具传感器的研制及其性能研究。切削温度直接影响工件的热变形、已加工表面质量、刀具前刀面积屑瘤的产生和消退以及刀具寿命等众多因素,因而现代制造业对切削温度的监测要求逐步提高。铝合金高速切削过程中产生大量的切削热,由于切削速度高,切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走,工件和刀具累积热量极少。切削热主要集中于刀尖处,而切削区域埋藏于工件内,处于半封闭状态,目前常用的测温方法无法测量刀尖处的切削温度,只能测量距离刀尖一定距离的平均温度。本文研制出一种嵌入式复合薄膜热电偶刀具温度传感器,该传感器集切削、测温为一体,可以快速并精确地测量刀具刀尖处的切削温度。论文的主要内容包括:薄膜热电偶测温传感器的结构优化设计,磁控溅射方法制备SiO2绝缘膜、热电偶薄膜电极,测温传感器的静态标定、动态标定及切削温度测量试验,薄膜热电偶磨损误差分析等。其中,SiO2绝缘膜、薄膜电极的制备以及薄膜热电偶磨损误差分析是本论文工作的重点。通过增加磁控溅射射频偏压的方法,使薄膜热电偶与基体之间的结合力得到改善。采用数控线切割慢走丝加工掩模,使其形状规则、热变形量小。磁控溅射得到的热电偶薄膜膜层致密均匀、平整光滑、边界清晰、在热电极尺寸缩小70%的情况下仍能保证连续。对热电偶进行静态标定和动态标定,得出薄膜热电偶的灵敏度为66.9μV/℃,线性误差不大于0.45%。通过采用两种激光器作为激励热源,分别得到一阶系统的阶跃响应和脉冲响应,热电偶响应时间接近0.25ms。分别制作热接点宽度为1.0mm,0.8mm,0.5mm,0.3mm的热电偶来模拟热电偶磨损过程,实验结果证明热接点宽度从1.0mm～0.3mm对静态和动态数据影响不大,说明热电偶的磨损不会影响其精度和响应时间。