一种难加工材料高频加热高速加工车床制造技术

本实用新型专利技术公开了一种难加工材料高频加热高速加工车床，包括车床本体和感应加热设备，所述车床本体包括刀架，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱和空心铜管线圈，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，该难加工材料高频加热高速加工车床能够对工件表面进行加热，软化，降低强度，方便切削加工。

A high frequency heating lathe for difficult machining materials

The utility model discloses a high frequency processing lathe for high frequency heating of hard working material, including a lathe body and an induction heating device. The lathe body consists of a knife frame. The tool holder is mounted on one side of the lathe body, and the other side of the lathe body is fixed with a guide rail, and the induction heating device is moved and installed. The induction heating device and the knife rack are located on both sides of the lathe body. The induction heating equipment includes an electronic control box and a hollow copper tube coil. The electronic control box is moved on the guide rail, the electronic control box is connected with the external circuit, and the hollow copper pipeline ring is detachably connected to the said. On the electronic control box, the hollow copper tube coil is set on the periphery of the workpiece and has a gap between the workpiece and the workpiece. High frequency heating and high-speed machining of the hard working material can heat the workpiece surface, soften, reduce the strength and facilitate the cutting.

【技术实现步骤摘要】
一种难加工材料高频加热高速加工车床
本技术涉及一种加工车床，尤其涉及一种难加工材料高频加热高速加工车床。
技术介绍
随着航空航天工业、兵器工业、化学工业、电子工业等行业的发展，对产品零部件材料的性能有了更高要求，同时也出现了各种高强度、高硬度、高脆性的工程材料。材料性能提高的同时给加工带来了困难。例如高温合金在高温下具有优良的热强度性能、热稳定性能及热疲劳性能，常温下加工刀具磨损严重、表面质量差。工程陶瓷强度高、耐磨损、抗腐蚀，目前通常采用磨削加工，生产效率低、成本高、加工几何形状受限。近年来出现的加热辅助切削技术是解决难加工材料加工的一种有效方法。目前常用的热源有等离子电弧、氧乙炔焰和激光等。与其他热源相比，激光光斑尺寸小、能量密度高，并在能量分布和时间特性上有很好的可控性，在加热辅助加工上得到越来越广泛的应用。但是激光加热区域太小，并且还有不同材料吸收率等问题，而且激光加热辅助铣削加工过程复杂，是间歇切削过程，对刀具与工件的冲击较大。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种能够对工件表面进行加热，软化，降低强度，方便切削加工的难加工材料高频加热高速加工车床。本技术提出的一种难加工材料高频加热高速加工车床，包括车床本体和感应加热设备，所述车床本体包括三爪卡盘和顶尾座，所述三爪卡盘可夹持工件，所述顶尾座移动安装在所述车床本体上，所述工件可拆卸定位在所述三爪卡盘和顶尾座之间，所述车床本体还包括刀架，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱和空心铜管线圈，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，所述电控箱上设有交流电频率调节旋钮和交流电频率显示屏。进一步的，所述导轨为电动滑轨，所述电动滑轨上滑动连接有滑块，所述电控箱固定在所述滑块上。进一步的，所述车床本体上还设有跟刀架，所述跟刀架移动安装在所述车床本体上。进一步的，所述车床本体上安装有控制所述电控箱和电动滑轨工作的控制器，所述控制器与所述电控箱和电动滑轨通信连接。进一步的，所述电控箱的外壁上设有两个供所述空心铜管线圈连接的接头。进一步的，所述空心铜管线圈的内径大于所述工件的外径。借由上述方案，本技术至少具有以下优点：通过感应加热设备的电控箱调节输出的交流电频率，利用空心铜管线圈产生交变磁场，使得位于磁场中的工件产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件中分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，使工件表面温度快速上升，而心部温度升高很小，从而能够在刀具前方对工件进行加热，软化，降低强度以利于采用大的切削用量进行高速加工。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本技术难加工材料高频加热高速加工车床的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。实施例：一种难加工材料高频加热高速加工车床，包括车床本体1和感应加热设备2，所述车床本体包括三爪卡盘3和顶尾座4，所述三爪卡盘可夹持工件15，所述顶尾座移动安装在所述车床本体上，所述工件可拆卸定位在所述三爪卡盘和顶尾座之间，所述车床本体还包括刀架5，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨6，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱7和空心铜管线圈8，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，所述电控箱上设有交流电频率调节旋钮9和交流电频率显示屏10。所述导轨为电动滑轨，所述电动滑轨上滑动连接有滑块11，所述电控箱固定在所述滑块上。所述车床本体上还设有跟刀架12，所述跟刀架移动安装在所述车床本体上。加热后材料变软配置跟刀架可以有效防止加工变形。所述车床本体上安装有控制所述电控箱和电动滑轨工作的控制器13，所述控制器与所述电控箱和电动滑轨通信连接。所述电控箱的外壁上设有两个供所述空心铜管线圈连接的接头14。所述空心铜管线圈的内径大于所述工件的外径。该难加工材料高频加热高速加工车床的原理是：利用感应加热设备对工件进行感应加热，感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。通过感应加热设备的电控箱调节输出的交流电频率，工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000H或更高)的空心铜管线圈。空心铜管线圈产生交变磁场，在磁场中的工件产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小，从而能够在刀具前方对工件进行加热，软化，降低强度以利于采用大的切削用量进行高速加工。感应加热频率的选择：根据热处理技术要求及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm,一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。中频(1～10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm，一般用于较大尺寸零件的透热，大直径零件(直径300mm以上，如轧辊等)的表面淬火。感应加热淬火表层淬硬层的深度，取决于交流电的频率，一般是频率高加热深度浅，淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系，有如下经验公式：δ＝20/√f(20℃)；δ＝500/√f(800℃)。式中：f为频率，单位为Hz；δ为加热深度，单位为毫米(mm)。感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。以上所述仅是本技术的优选实施方式，并不用于限制本技术，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种难加工材料高频加热高速加工车床，其特征在于：包括车床本体和感应加热设备，所述车床本体包括三爪卡盘和顶尾座，所述三爪卡盘可夹持工件，所述顶尾座移动安装在所述车床本体上，所述工件可拆卸定位在所述三爪卡盘和顶尾座之间，所述车床本体还包括刀架，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱和空心铜管线圈，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，所述电控箱上设有交流电频率调节旋钮和交流电频率显示屏。

【技术特征摘要】
1.一种难加工材料高频加热高速加工车床，其特征在于：包括车床本体和感应加热设备，所述车床本体包括三爪卡盘和顶尾座，所述三爪卡盘可夹持工件，所述顶尾座移动安装在所述车床本体上，所述工件可拆卸定位在所述三爪卡盘和顶尾座之间，所述车床本体还包括刀架，所述刀架移动安装在所述车床本体的一侧，所述车床本体的另一侧固定有导轨，所述感应加热设备移动安装在所述导轨上，所述感应加热设备和刀架分别位于所述车床本体的两侧，所述感应加热设备包括电控箱和空心铜管线圈，所述电控箱移动安装在所述导轨上，所述电控箱连接外部电路，所述空心铜管线圈可拆卸电性连接在与所述电控箱上，所述空心铜管线圈套设在工件的外围并与工件之间留有间隙，所述电控箱上设有交流电频率调节旋钮和交流电频率显示屏。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡增荣，倪阳阳，王鹤穆，詹耀辉，刘鑫培，孙义林，汪彬，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32