[发明专利]一种用于工件表面滚压的在线加热装置

说明书

本发明涉及一种加热装置，具体涉及一种用于工件表面滚压的在线加热装置，该装置包括燃烧加热器和燃气流通控制系统两大部分，可对装夹在车床上的工件进行在线加热，加热过程中，加热器处于闭合状态，工件做旋转运动，以保证加热均匀性。加热到预定温度后，加热器移动端打开，滚压工具对工件外圆表面进行滚压，滚压过程中加热器固定端继续对工件加热保温。加热过程中，点火及测温装置实时监测工件加热温度，将温度信号反馈到控制系统，控制系统对燃气流量进行调节以控制加热速率。本发明作为一种在线加热装置，也可用于在线加热辅助车削、在线加热辅助磨削等实验研究或生产应用。

技术领域

本发明涉及一种加热装置，具体涉及一种用于工件表面滚压的在线加热装置。

背景技术

车辆、船舶、航空等领域关键结构件在服役期间往往受到循环载荷的作用，导致其容易发生疲劳断裂，引发灾难事故。因此，以提升零件抗疲劳性能为目的的表面强化技术得到广泛研究与应用。

滚压是通过滚压工具对工件表面施加一定的静压力，引发表面材料塑性变形，降低表面粗糙度，形成残余压应力和硬化层，改变表层微观组织结构的一种表面强化技术。零件表面滚压后的耐磨损和抗疲劳性能得到有效提升，目前在发动机曲轴、传动轴、连杆等零件表面强化工艺中有大量应用。随着科技的发展，装备性能的提高，对零件的抗疲劳性能也提出了更高的要求，传统滚压已不能满足零件复杂环境下的抗疲劳性能要求，复合滚压强化技术引起重视。复合滚压可以是多种能量场的复合，如温滚压、电脉冲滚压、超声滚压等；也可以是多种表面强化技术的复合，如表面渗碳或渗氮+滚压、激光冲击+滚压等。

温滚压，即把工件加热到一定温度下进行滚压的一种复合滚压强化手段。目前主要采用的加热手段有电磁感应、电阻丝、激光和火焰喷射，存在设备复杂、不安全、加热不均匀、不连续的缺点，无法实现稳定、有效的在线加热滚压。

发明内容

针对目前加热辅助滚压存在的问题，本发明提供一种表面滚压在线加热装置，用于工件滚压前的加热处理。

本发明公开了一种表面滚压在线加热装置，所采用的技术方案是，它主要包括燃烧加热器和燃气流通控制系统两大部分，燃烧加热器由加热器移动端、加热器固定端、火焰燃烧室、点火及测温装置组成，燃气流通控制系统由旋拧阀、减压阀、安全阀、电磁阀、文丘里混合器、控制箱等组成。整个加热器通过固定板，固定于车床刀架托板上，加热过程中，工件处于装夹、待滚压状态，加热器移动端和加热器固定端闭合，将工件包裹其中，燃气通过火焰燃烧室给工件加热，点火及测温装置实时监测工件加热温度，将温度信号反馈到控制系统，控制系统对燃气流量进行调节以控制加热速率。加热到预定温度后，加热器移动端打开，滚压工具对工件加热预定区域进行滚压，滚压过程中工件仍然处于加热保温状态。

进一步地，所述的燃气流通控制系统包括燃气通道和空气通道，燃气通道中的初始燃气气压通过减压阀减压到标准范围，通过旋拧阀调节，一定气压的燃气与空气通过文丘里混合器高效混合，进入火焰燃烧室燃烧，对工件进行加热；安全阀对燃气通道中的燃气流量进行监测，超出安全值会进行报警；电磁阀与控制系统连接，接受控制系统指令，对进入文丘里混合器的燃气流量进行调节，以控制火焰燃烧室内火焰强度。

所述的火焰燃烧室与加热器固定端之间安装有蜂窝状孔板，火焰燃烧室中的火焰通过蜂窝状孔板对加热器固定端中的工件均匀加热。

所述的加热器固定端与装夹后的工件轴线夹角为15°～20°范围内，加热器移动端开启后与加热器固定端夹角不小于105°，以保证滚压工具有充分的空间对工件表面进行滚压，加热器移动端开启后，通过开闭机构中的弹簧进行固定。

所述的加热器固定端和加热器移动端内部填充保温棉，两侧都设有排气孔。

所述的点火及测温装置设置于加热器固定端中间部位，加热器移动端的开启与闭合，不干涉其测温。

所述的车床刀架对齐加热器固定端中心位置，以便于滚压工具对工件加热中心区域进行滚压。