一种复合能场加热辅助车铣集成装置及其使用方法
专利汇可以提供一种复合能场加热辅助车铣集成装置及其使用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为一种复合能场加热辅助车铣集成装置及其使用方法，该装置包括数控 车床 工作台 、电加热辅助装置和工控机，所述数控车床工作台左侧设有三爪卡盘，所述三爪卡盘的中心横向固定安装有 工件 ，所述数控车床工作台的右侧固定安装有 铣床 机架 ，且铣床机架纵向旋转装配有铣床 主轴 ，所述铣床主轴的底端纵向固定安装有 铣刀 ，且铣刀位于工件的上侧。该发明解决难加工材料的加工问题，例如对颗粒增强 复合材料 、陶瓷、高温 合金 、淬硬 钢 等复杂结构件的加工，使加热 车削 和 铣削 这一技术有更广泛的应用；运用该装置还可以实现激光加热与电加热复合能场的耦合，为进一步研究复合能场下材料的 变形 机理提供理论支持。，下面是一种复合能场加热辅助车铣集成装置及其使用方法专利的具体信息内容。
1.一种复合能场加热辅助车铣集成装置，其特征在于：包括数控车床工作台、电加热辅助装置和工控机，所述数控车床工作台左侧设有三爪卡盘，所述三爪卡盘的中心横向固定安装有工件，所述数控车床工作台的右侧固定安装有铣床机架，且铣床机架纵向旋转装配有铣床主轴，所述铣床主轴的底端纵向固定安装有铣刀，且铣刀位于工件的上侧，所述数控车床工作台的进给导轨上设置有与工件相垂直的车刀，且车刀位于工件前方，所述数控车床工作台溜板设置有激光聚焦头调整装置，所述激光聚焦头调整装置的上侧设有激光聚焦头，所述数控车床工作台溜板设置有激光发生器，且激光发生器与激光聚焦头通过光纤连接，所述激光聚焦头位于车刀的上侧，且位于工件的正上方，所述激光聚焦头与工控机电连接；
所述电加热辅助装置包括导电滑环，且导电滑环设置在铣床主轴的上侧，所述铣床主轴的右侧设置有采样电阻、电感、等效电阻、加热电源和电流表，且导电滑环、采样电阻、电感、等效电阻、加热电源、电流表和工件依次电连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合能场加热辅助车铣集成装置的使用方法，其特征在于：
步骤1、将工件通过绝热材料包覆后安装于车床三爪卡盘内；
步骤2、通过激光聚焦调整装置调整激光聚焦头的相对位置控制激光光斑的入射位置与光斑直径，使之照射在车刀前方适宜位置；
步骤3、打开加热电源开关，调整好铣削位置，防止铣刀与工件接触时产生打火现象烧蚀工件；
步骤4、通过温度场有限元仿真以及解析的方法选择优化加工工艺参数，得到激光功率、切削速度、进给量、进给速度、预热时间、激光光斑中心距离车刀中心距离、加热电流大小、加热时间等工艺参数；
步骤5、打开激光发生器上的光闸，通过预热使切削区域温度达到加工要求，按照给定的数控代码进行加工，打开加热电源开关，调整好加热电流大小；
步骤6、加工轨迹完成后，关闭光闸和加热电源开关，刀具移动至下一个加工位置。
3.根据权利要求2所述的一种复合能场加热辅助车铣集成装置的使用方法，其特征在于：所述步骤4中，激光加热过程中的通过所述温度场有限元仿真确定激光参数，即激光照射在固体表面时光能的吸收主要发生在式样表层，因此激光在固体表面的热作用可以视为发生在表面一个无限薄的区域内，在此区域内激光可以看做表面热源，该表面热源可以用公式(1)表示为：
式中Pl——激光功率(W)；A——激光吸收率；r——距离激光中心距离(m)；R——激光半径(m),激光传热过程简化为旋转圆柱体受高斯移动热源与对流边界作用下三维瞬态传热问题；假设材料热性能等向，圆柱坐标系下导热微分方程如公式(2)所示：式中，λ——材料的导热系数(W/m·℃)；r——距离激光中心距离(m)；ρ——密度(kg/m3)；cp——比热容(J/kg·℃)；qv——内热源功率密度(W/m3),即单位体积生成热；
在激光的照射下材料表面吸收的激光能量转化为热能，表面温度升高，与此同时材料内部进行着由表及里、由高温向低温的热传导，材料由激光获得热能视为一种边界条件，即材料表面存在一个随时间变化的外部热源，在工件圆周表面，激光光斑作用区域内时，
式中λ——材料的导热系数(W/m·℃)；rw——激光光斑半径(mm)；ql,abs——材料吸收激光热量(W/m2)；qc——材料表面对流换热(W/m2)，qc＝hc(T-T0)；E(T)——材料表面辐射换热(W/m2)；hc——复合换热系数(W/m·℃)；T——环境温度(℃)；通过解析的方法选择优化加工工艺参数，得到加热电流大小、加热时间等工艺参数。
4.根据权利要求2所述的一种复合能场加热辅助车铣集成装置的使用方法，其特征在于：所述步骤4中，激光加热过程中的通过所述温度场有限元仿真确定加热电流参数，首先按照实际工件的大小建立模型划分网格，将激光看做为表面热流，加载热辐射与对流边界条件，并通过温度测量试验修正边界条件后，即可得到准确的激光加热温度场预测模型；接下来采用解析的方法来计算加热的电流值，电流通过接触面的温升可以用Kohlraush公式来计算：
这里的积分是在有一定热梯度的等温面间进行的，To是测试值，Tm是接触斑点所在平面的温度，积分考虑了有关热物理特性的所有影响因素，Kohlraush公式是基于传统的接触理论，这一理论假设接触导体的边界是热绝缘的，焦耳热仅在导电介质(接触导体)内通过向较冷的部分传播扩散，扩散至导体边界(非电传导)区域的热量可以忽略不计。
一种复合能场加热辅助车铣集成装置及其使用方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
3
λ——材料的导热系数(W/m·℃)；r——距离激光中心距离(m)；ρ——密度(kg/m)；cp——比热容(J/kg·℃)；qv——内热源功率密度(W/m3),即单位体积生成热；
吸收激光热量(W/m)；qc——材料表面对流换热(W/m)，qc＝hc(T-T0)；E(T)——材料表面辐射换热(W/m2)；hc——复合换热系数(W/m·℃)；T——环境温度(℃)；通过解析的方法选择优化加工工艺参数，得到加热电流大小、加热时间等工艺参数。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 压圈的车削方法 | 2020-05-13 | 264 |
| 用于大切削量车削的切削刀片 | 2020-05-12 | 301 |
| 金属切削车削刀片和车削刀具 | 2020-05-11 | 927 |
| 用于车削/车拉削或外铣削的刀具 | 2020-05-12 | 537 |
| 车削设备 | 2020-05-11 | 69 |
| 车削刀具以及车削刀片 | 2020-05-11 | 235 |
| 车削设备 | 2020-05-11 | 906 |
| 车削加工装置 | 2020-05-13 | 668 |
| 车削磨削复合机床 | 2020-05-12 | 716 |
| 车削和钻削组合刀具 | 2020-05-12 | 677 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
