[实用新型]一种高温合金机加工的辅助装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属切削加工技术领域，更具体地，涉及一种高温合金机加工的辅助装置。

背景技术

随着航空航天工业、兵器工业、化学工业、核工业、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和挑战。

高温合金具在1000℃左右条件下使用的一种工程材料，其具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，广泛应用于航天、航空、各种热处理设备。由于高温合金中含有许多高熔点合金元素Fe、Ti、Cr、Ni、V、W、Mo等，这些合金元素与其它合金元素构成纯度高、组织致密的奥氏体合金，而且有的元素又与非金属元素C、B、N等构成硬度高、比重小、熔点高的金属与非金属化合物，使其切削加工性变得很差。高温合金的相对切削加工性只有45号钢的5～20％。

镍基高温合金是高温合金中常用的一种，其在650～1000℃高温下具有优良的热强度性能、热稳定性能、抗氧化腐蚀性能及热疲劳性能。常温时，在传统加工条件下加工该镍基高温合金，由于切削力大造成刀具磨损严重，刀具的寿命随之急剧下降，且会造成切削面的表面质量的问题。

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。授权公告号为CN203110021U的中国实用新型专利公开了一种激光加热与超声振动复合辅助铣削加工装置，通过给工件或者刀具施加可控的振动，并同时采用激光预热切削区，达到改善陶瓷材料的切削性能的目的。但是，(1)采用激光加热和超声波振动相结合辅助机加工，其设备较为昂贵，且激光器耗能高，不利于工业化大规模应用；(2)该装置中无法精确控制加热的温度和超声波振动频率，并无法测量切削力，即无法精确控制切削加工过程。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种高温合金机加工的辅助装置，其目的在于采用等离子加热高温合金工件切削区，使高温合金的硬度下降，塑性提高，切削力降低，同时采用测力仪测量切削力，从而达到可对高硬度的高温合金工件进行切削加工，且使其加工过程精确可控的目的。克服了现有技术中，采用激光加热和超声波振动相结合辅助机加工时设备较为昂贵且耗能高的问题，以及无法精确控制切削加工过程的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高温合金机加工的辅助装置，用于实现对高硬度的高温合金工件进行切削加工，其特征在于，其包括：

等离子加热单元，该等离子加热单元包括等离子发射喷头，用于对高温合金工件待切削位置加热以使之软化而能进行切削加工；

夹持单元，该夹持单元包括圆形夹盘，固定在夹盘边缘的平板状的外伸固定架，固定在外伸固定架上的“U”形固定架，所述“U”形固定架具有“U”型窗口，该夹持单元还包括两块夹持板，所述夹持板相对安装在所述“U”型窗口两侧，以用于夹持从所述“U”型窗口穿过的等离子发射喷头；

切削力测量单元，其包括测力仪，该测力仪用于与高温合金工件接触以测量其被切削时候承受的切削力的大小；

测温单元，该测温单元包括红外摄像头，该红外摄像头用于测量被所述等离子发射喷头加热的高温合金工件待切削位置的温度；

以上各单元共同作用，实现对高硬度的高温合金工件进行切削加工，且加工过程中切削力和温度可测量，最终实现加工过程可控。

进一步的，所述夹盘呈圆环状，该夹盘固定在对高温合金工件进行加工的机床主轴上，以使固定在夹持单元上的等离子发射喷头与机床主轴保持同步运动，从而保证等离子发射喷头对准高温合金工件上待切削位置加热。

进一步的，所述夹持板具有两块，两块所述夹持板相对固定在“U”型窗口两侧，并且该夹持板均垂直于“U”形固定架，并且该两块夹持板的端部均安装有旋转套筒，所述旋转套筒上均固定有夹块，所述夹块上开有半圆形的槽孔，半圆形槽孔相对形成圆形槽孔以用于夹持所述等离子发射喷头。

进一步的，其特征在于，所述夹块具有两块，两块夹块通过紧固件相对固定在一起以使夹块上半圆形槽孔相对形成的圆形槽孔能夹紧等离子发射喷头；且

所述夹持板端部具有通孔，所述旋转套筒均可转动安装在该通孔内，以能在该通孔内旋转时带动与自身相固定的夹块同步转动，从而能使被夹块夹紧的等离子发射喷头灵活旋转，以能实现对准高温合金工件上待切削位置加热。