0 引言

　　表面淬火是制造重要零件的主要熱處理方式之一，可以大大提高機(jī)械零件表面的機(jī)械性能。高頻(或中頻)感應(yīng)淬火是常用的表面淬火方法，一般在感應(yīng)淬火機(jī)床上進(jìn)行。普通感應(yīng)淬火機(jī)床，由于結(jié)構(gòu)的限制通常只能對形狀規(guī)范零件的表面進(jìn)行熱處理，且質(zhì)量不穩(wěn)定。對于表面具有曲線形狀且需進(jìn)行表面熱處理的零件，往往需要設(shè)計專用的機(jī)床和形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的感應(yīng)線圈來解決。像盤形凸輪這樣生產(chǎn)批量較少，而且形狀復(fù)雜的零件，不論使用普通感應(yīng)淬火機(jī)床還是設(shè)計專用機(jī)床，都需要設(shè)計制造與被淬火零件外形適應(yīng)的感應(yīng)線圈或?qū)Ｓ脵C(jī)床，制造周期長，生產(chǎn)成本高，不適應(yīng)現(xiàn)代高效率生產(chǎn)的需求。LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床是將數(shù)控技術(shù)與感應(yīng)淬火技術(shù)結(jié)合設(shè)計開發(fā)的機(jī)電一體化設(shè)備，可以較好地解決在普通感應(yīng)淬火機(jī)床上，難以對具有非圓曲線復(fù)雜形狀表面進(jìn)行表面熱處理的問題。

1 LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)

　　LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床，是在目前工業(yè)加工中廣泛使用的通用淬火機(jī)床的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。經(jīng)過反復(fù)研究和改進(jìn)。新開發(fā)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

　　機(jī)床采用國際上最近出現(xiàn)的MCX314運(yùn)動控制芯片并與工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合，在正確建立非圓曲線上動點(diǎn)等線速度運(yùn)動數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上。利用多軸數(shù)控方式，開發(fā)出能在非劂曲線凸輪輪廓表面進(jìn)行等線速度加熱淬火，保證凸輪輪廓各個部分淬火后具有均一性能的數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床。該設(shè)備調(diào)試使用方便，能最大程度滿足復(fù)雜工件的淬火需要，適用于具有非圓曲線形狀的板類、盤類及精密圓周分度的零件等。由于機(jī)床采用數(shù)控技術(shù)適應(yīng)零件復(fù)雜曲面。實(shí)現(xiàn)簡單形狀的感應(yīng)圈沿復(fù)雜曲面輪廓等線速度運(yùn)動。因此可以采用通用感應(yīng)圈進(jìn)行感應(yīng)淬火，拓寬了感應(yīng)淬火的應(yīng)用范圍。成本大大降低。

圖1 LGY-500數(shù)控摩應(yīng)淬火機(jī)床的主體結(jié)構(gòu)示意圖 

　　1.1 產(chǎn)品的主要特點(diǎn)

　　(1)采用MCX314運(yùn)動控制芯片與工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合的新型數(shù)控方式。容易實(shí)現(xiàn)非網(wǎng)曲線的等閑速度加熱淬火。

　　(2)能夠?qū)崿F(xiàn)多種淬火方式：連續(xù)掃描淬火、分段等線速度掃描淬火分段不等速淬火(實(shí)現(xiàn)各段不同硬度、淬硬層厚度)。

　　(3)適用于非圓復(fù)雜曲面形狀的板類、盤類及精密圓周分度的零件等。

　　(4)運(yùn)行成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

　　(5)自動化程度高。生產(chǎn)效率高。

　　1.2 產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)

　　(1)回轉(zhuǎn)臺外徑尺寸：500ram。
　　(2)回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速范圍：5~50rpm。
　　(3)回轉(zhuǎn)臺上工件重量：200kg。
　　(4)感應(yīng)線圈水平運(yùn)動距離：250mm。
　　(5)感應(yīng)線圈垂直運(yùn)動距離：300mm。
　　(6)回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度10/1000。
　　(7)感應(yīng)線圈水平方向運(yùn)動精度0，1mm。

2 LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)

　　本設(shè)備的機(jī)械部分主要由回轉(zhuǎn)工作臺1、垂直升降臺2、水平工作臺3和機(jī)座等部分組成。電器及控制部分主要由可控高頻電源發(fā)生器、淬火變壓器4、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)等組成。

3 LGY與00型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的主要傳動鏈

圖2 LGY堋數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的機(jī)械傳動鏈筒圖

　　(1)水平T作臺沿X軸方向的運(yùn)動在工作中要求實(shí)

　　現(xiàn)快速變化的不等速運(yùn)動，以便與回轉(zhuǎn)臺勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動復(fù)合后形成感應(yīng)頭沿丁件復(fù)雜曲面等線速度運(yùn)動。該工作臺采用滾動導(dǎo)軌，滾珠絲杠。實(shí)現(xiàn)感應(yīng)頭的水平進(jìn)給，具有良好的動態(tài)響應(yīng)能力；

　　(2)垂直工作臺Z軸方向的運(yùn)動由伺服電機(jī)經(jīng)同步齒形帶、滾珠絲杠傳動實(shí)現(xiàn)感應(yīng)頭的垂直運(yùn)動；

　　(3)工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動由具有零間隙且此間隙可調(diào)整的雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)在伺服電機(jī)的帶動下實(shí)現(xiàn)。

　　(4)各軸伺服電機(jī)后部均裝有轉(zhuǎn)角編碼器，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的反饋控制。

4 LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的應(yīng)用范圍

　　LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床主要用作直徑在Φ 500mm范圍內(nèi)的具有非圓曲線表面輪廓板狀零件外廓進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火，亦可用于對相應(yīng)尺寸范圍內(nèi)的大中型齒輪輪齒進(jìn)行精密分度的單齒表面感應(yīng)加熱淬火。

5 研制本產(chǎn)品的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義

　　(1)突破了凸輪曲線外廓難以進(jìn)行感應(yīng)淬火的難關(guān)。
　　(2)可以采用通用感應(yīng)圈對各種不同曲線外廓零件在同一臺機(jī)器上淬火，降低了復(fù)雜零件的感應(yīng)淬火成本，提高了機(jī)床柔性度。
　　(3)為我國大中型齒輪齒廓表面淬火找到高效解決辦法。

6 結(jié)束語

　　LGY-500型數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床的開發(fā)，解決了盤類零件非圓曲線輪廓等線速度表面加熱淬火的關(guān)鍵技術(shù)問題，對擴(kuò)大感應(yīng)淬火機(jī)床的應(yīng)用范圍。提高淬火質(zhì)量具有重要作用。過程中所研發(fā)的非圓曲線等線速度加工程序及相應(yīng)硬件對高精度曲面銑削、高精度自動噴涂等相關(guān)領(lǐng)域也有著重要的推廣意義。 

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本文標(biāo)題：數(shù)控技術(shù)在設(shè)計感應(yīng)淬火機(jī)床中的應(yīng)用

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