0 引言
表面淬火是制造重要零件的主要熱處理方式之一，可以大大提高機械零件表面的機械性能。高頻(或中頻)感應淬火是常用的表面淬火方法，一般在感應淬火機床上進行。普通感應淬火機床，由于結構的限制通常只能對形狀規范零件的表面進行熱處理，且質量不穩定。對于表面具有曲線形狀且需進行表面熱處理的零件，往往需要設計專用的機床和形狀結構復雜的感應線圈來解決。像盤形凸輪這樣生產批量較少，而且形狀復雜的零件，不論使用普通感應淬火機床還是設計專用機床，都需要設計制造與被淬火零件外形適應的感應線圈或專用機床，制造周期長，生產成本高，不適應現代高效率生產的需求。LGY-500型數控感應淬火機床是將數控技術與感應淬火技術結合設計開發的機電一體化設備，可以較好地解決在普通感應淬火機床上，難以對具有非圓曲線復雜形狀表面進行表面熱處理的問題。
1 LGY-500型數控感應淬火機床的特點和技術指標
LGY-500型數控感應淬火機床，是在目前工業加工中廣泛使用的通用淬火機床的基礎上，引入先進的數控技術。經過反復研究和改進。新開發的機電一體化產品。
機床采用國際上最近出現的MCX314運動控制芯片并與工業數控系統相結合，在正確建立非圓曲線上動點等線速度運動數學模型的基礎上。利用多軸數控方式，開發出能在非劂曲線凸輪輪廓表面進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控感應淬火機床。該設備調試使用方便，能最大程度滿足復雜工件的淬火需要，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。由于機床采用數控技術適應零件復雜曲面。實現簡單形狀的感應圈沿復雜曲面輪廓等線速度運動。因此可以采用通用感應圈進行感應淬火，拓寬了感應淬火的應用范圍。成本大大降低。
圖1 LGY-500數控摩應淬火機床的主體結構示意圖
1.1 產品的主要特點
(1)采用MCX314運動控制芯片與工業數控系統相結合的新型數控方式。容易實現非網曲線的等閑速度加熱淬火。
(2)能夠實現多種淬火方式：連續掃描淬火、分段等線速度掃描淬火分段不等速淬火(實現各段不同硬度、淬硬層厚度)。
(3)適用于非圓復雜曲面形狀的板類、盤類及精密圓周分度的零件等。
(4)運行成本低，經濟實用。
(5)自動化程度高。生產效率高。
1.2 產品的主要技術指標
(1)回轉臺外徑尺寸：500ram。
(2)回轉臺轉速范圍：5~50rpm。
(3)回轉臺上工件重量：200kg。
(4)感應線圈水平運動距離：250mm。
(5)感應線圈垂直運動距離：300mm。
(6)回轉臺的回轉精度10/1000。
(7)感應線圈水平方向運動精度0，1mm。
2 LGY-500型數控感應淬火機床的總體結構
本設備的機械部分主要由回轉工作臺1、垂直升降臺2、水平工作臺3和機座等部分組成。電器及控制部分主要由可控高頻電源發生器、淬火變壓器4、機床數控系統等組成。
3 LGY與00型數控感應淬火機床的主要傳動鏈
圖2 LGY堋數控感應淬火機床的機械傳動鏈筒圖
(1)水平T作臺沿X軸方向的運動在工作中要求實
現快速變化的不等速運動，以便與回轉臺勻速回轉運動復合后形成感應頭沿丁件復雜曲面等線速度運動。該工作臺采用滾動導軌，滾珠絲杠。實現感應頭的水平進給，具有良好的動態響應能力；
(2)垂直工作臺Z軸方向的運動由伺服電機經同步齒形帶、滾珠絲杠傳動實現感應頭的垂直運動；
(3)工作臺的回轉運動由具有零間隙且此間隙可調整的雙導程蝸輪蝸桿機構在伺服電機的帶動下實現。
(4)各軸伺服電機后部均裝有轉角編碼器，實現運動的反饋控制。
4 LGY-500型數控感應淬火機床的應用范圍
LGY-500型數控感應淬火機床主要用作直徑在Φ 500mm范圍內的具有非圓曲線表面輪廓板狀零件外廓進行感應加熱淬火，亦可用于對相應尺寸范圍內的大中型齒輪輪齒進行精密分度的單齒表面感應加熱淬火。
5 研制本產品的技術、經濟意義
(1)突破了凸輪曲線外廓難以進行感應淬火的難關。
(2)可以采用通用感應圈對各種不同曲線外廓零件在同一臺機器上淬火，降低了復雜零件的感應淬火成本，提高了機床柔性度。
(3)為我國大中型齒輪齒廓表面淬火找到高效解決辦法。
6 結束語
LGY-500型數控感應淬火機床的開發，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鍵技術問題，對擴大感應淬火機床的應用范圍。提高淬火質量具有重要作用。過程中所研發的非圓曲線等線速度加工程序及相應硬件對高精度曲面銑削、高精度自動噴涂等相關領域也有著重要的推廣意義。
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本文標題：數控技術在設計感應淬火機床中的應用
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