[实用新型]一种多场耦合加热辅助钻削装置

说明书

一种多场耦合加热辅助钻削装置，属于机械加工技术领域。所述多场耦合加热辅助钻削装置，包括导电滑环、测力仪、激光预热系统和电加热辅助钻削系统，激光预热系统包括工控机、激光发生器和激光头，电加热辅助钻削系统包括电源。所述多场耦合加热辅助钻削装置，适用于难加工材料小孔的钻削，解决了钻头磨损剧烈以及加工质量差的问题，能够减少更换钻头以及钻头磨损值测量的次数，降低了制造成本，实现钻削加工效率的最大化。

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别涉及一种多场耦合加热辅助钻削装置。

背景技术

电加热钻削技术是在工件和钻头之间通以低电压大电流，在钻削过程中工件与钻头之间产生接触电阻，迅速产生大量焦耳热，高温降低了变形材料的强度、硬度，因此，电加热辅助钻削技术可以降低钻削力和扭矩，减轻材料对钻头的磨损，提高钻头寿命。但是电加热钻削过程中刀尖温度较高，降低了钻头强度并且加剧了钻头的粘结磨损，制约了钻头寿命的进一步提高。激光加热结合电加热辅助钻削不仅能够加速剪切变形区材料的软化，提高材料变形能力，还能够使切屑形成后更加容易排出，减少了因切屑的刮擦而造成孔径增大的现象，提高了孔加工质量。

国外学者对高温合金、淬硬钢等难加工金属材料进行了电加热钻削的试验研究，证明了电加热钻削的优点，可以在提高加工效率的同时降低钻头磨损。但是这些材料均属于高熔点的难加工材料，例如颗粒增强铝基复合材料、高温合金、钛合金等难加工材料的孔加工，在电加热钻削过程中需要较长时间通很大电流加热到适宜钻削温度，此时的高温给钻削钻头带来了较大的热损伤，加剧了钻头的粘结磨损，降低了钻头的使用寿命，为保证加工精度，不得不频繁更换钻头，这就会大大增加制造成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的难加工材料小孔加工时对钻头磨损严重、加工精度无法保证等技术问题，本实用新型提供了一种多场耦合加热辅助钻削装置，适用于难加工材料小孔的钻削，解决了钻头磨损剧烈以及加工质量差的问题，能够减少更换钻头以及钻头磨损值测量的次数，降低了制造成本，实现钻削加工效率的最大化。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种多场耦合加热辅助钻削装置，安装在钻床或者铣床上，包括导电滑环、测力仪、激光预热系统和电加热辅助钻削系统；

所述导电滑环为圆环结构，所述导电滑环安装在钻床主轴上，且导电滑环与钻床主轴通过绝缘体一连接，所述钻床主轴的下方与钻头连接，所述导电滑环与钻头电连接，所述钻头的下方设有工件，所述工件的下方与绝缘体二连接，所述绝缘体二安装在测力仪上；

所述激光预热系统包括工控机、激光发生器和激光头，所述工控机与激光发生器的输入端连接，所述激光发生器的输出端与激光头连接，所述激光头设置在工件的上方；

所述电加热辅助钻削系统包括电源，所述电源的一端与导电滑环连接，所述电源的另一端与工件连接，所述电源的一端与导电滑环连接的连接线上串联有电流表和取样电阻，所述取样电阻上并联有电压表，所述电源的另一端与工件连接的连接线上串联有等效电阻和电感。

所述钻床主轴的下方与钻头通过钻卡头连接。

所述钻床主轴与钻卡头之间设有绝缘胶，用以保证钻床主轴与钻头绝缘。

所述测力仪固定在工作台上。

所述导电滑环与钻床主轴之间设有套筒。

所述电源为直流脉冲电源。

上述多场耦合加热辅助钻削装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、安装工件，将工件与绝缘体二连接，并一起安装在测力仪上，再将测力仪固定在工作台上，将导电滑环通过绝缘体一安装到钻床主轴上，并调整好安装间隙，保持对中性，将钻头通过钻卡头安装在钻床主轴上，并调正；