用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及攪拌摩擦加工設備攪拌頭設計的技術領域，尤其是一種用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭。
【背景技術】
[0002]攪拌摩擦焊(Frict1n stir welding，F(xiàn)SW)是一項新型的固相焊接技術，具有焊縫質(zhì)量一致性好、焊縫強度高、焊縫溫度較低、焊縫區(qū)的殘余應力和殘余變形顯著減小等優(yōu)點。在高速列車、航空航天、船舶以及汽車等行業(yè)均得到了不同程度的應用。攪拌摩擦加工(Frict1n stir processing，F(xiàn)SP)是從攪拌摩擦焊演變而來的一種加工方法，其原理是通過攪拌頭的強烈攪拌作用使被加工材料發(fā)生劇烈塑性變形、混合、破碎，實現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)的致密化、均勻化和細化。
[0003]攪拌頭是攪拌摩擦加工技術的關鍵。目前國內(nèi)外應用的攪拌頭通常包括三個部分:夾持部分、軸肩和攪拌探針。攪拌頭的材料、形狀和尺寸對攪拌摩擦加工接頭的成型和性能具有很大的影響，比如:攪拌頭軸肩直徑是攪拌針長度的三至四倍;攪拌針長度應略小于需要加工的材料的厚度。在攪拌摩擦加工過程中軸肩與被加工材料表面緊密接觸，防止塑化金屬材料的溢出和氧化，同時軸肩還可以提供部分加工所需要的攪拌摩擦熱。目前所使用的攪拌頭在軸肩部位存在一個角度不大的凹面，在對平板類進行攪拌摩擦加工時，此凹面就可以有效防止攪拌頭在行進過程中材料的溢出和氧化(如圖1)。但是，在加工具有一定曲率的球面時，這個小角度的凹面就不足以防止材料的溢出(如圖2)，因此此類攪拌頭就無法完成對球面材料的攪拌摩擦加工。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，包括夾持部位;所述夾持部位設置有攪拌探針;所述夾持部位與攪拌探針之間通過軸肩相互連接。
[0006]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的改進:所述軸肩包括軸肩套筒安裝部，所述軸肩套筒安裝部的兩端分別與夾持部位和攪拌探針相互連接;所述軸肩套筒安裝部上套裝有軸肩套筒。
[0007]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的進一步改進:所述軸肩套筒的下端面為曲面;所述軸肩套筒的長度與軸肩套筒安裝部的長度相一致。
[0008]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的進一步改進:所述軸肩套筒安裝部和軸肩套筒之間通過銷固定。
[0009]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的進一步改進:所述軸肩套筒的下端面曲率大于被加工件的球面曲率;所述攪拌探針軸線始終經(jīng)過被加工件球面的球心。
[0010]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的進一步改進:所述軸肩套筒底部的直徑至少為攪拌探針直徑的3倍。
[0011]作為對本實用新型所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭的進一步改進:所述軸肩套筒的曲率為被加工件的球面曲率的120%。
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是克服上述【背景技術】的不足，以解決球面在進行攪拌摩擦加工時材料易溢出這一問題。本實用新型設計了一種軸肩部位可拆卸的攪拌頭，并對軸肩部位的凹面設計時采用較大的曲率，此曲率應略大于所需要加工的球面的曲率，以解決球面難以加工的問題，此類攪拌頭適用于直徑大于軸肩直徑的球面的加工。在攪拌摩擦加工過程中，攪拌頭軸線要始終經(jīng)過被加工球面的球心。在加工不同曲率的球面時，只需要更換軸肩部位即可，可以大大的節(jié)約材料和加工時間。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0014]圖1是本實用新型的主要結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1在使用時候的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是圖2攪拌探針3的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1、圖1?圖3給出了一種用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭。該用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭包括夾持部位1、攪拌探針3、軸肩7。夾持部位1、攪拌探針3之間通過軸肩7相互連接。該軸肩7包括軸肩套筒安裝部2，該軸肩套筒安裝部2的兩端分別與夾持部位I和攪拌探針3相互連接(夾持部位1、軸肩套筒安裝部2和攪拌探針3之間一體成型，加工攪拌探針3的材料選用高速鋼，攪拌探針3為錐形帶螺紋式攪拌針，長度為4.8mm，直徑為5mm);在軸肩套筒安裝部2上套裝有軸肩套筒4。軸肩套筒安裝部2和軸肩套筒4之間通過銷6(直徑為5_)固定，該銷6的長度比軸肩套筒4的直徑更長，而固定的方式為在軸肩套筒安裝部2上鉆孔(S卩加工一個5mm的孔橫向貫穿軸肩套筒安裝部2)，在軸肩套筒4上相對于軸肩套筒安裝部2上的孔的位置設置相應的孔，并通過大于軸肩套筒4直徑的銷6貫穿所有的孔，即完成固定，而由于其銷6的插入的時候，兩端暴露在外，在需要接觸固定的時候，可以輕易的推出銷6。該軸肩套筒4底部的直徑至少為攪拌探針3直徑的3倍。在軸肩套筒4的下端面為曲面;該軸肩套筒4的長度與軸肩套筒安裝部2的長度相一致。在軸肩套筒安裝部2上套裝軸肩套筒4之后，攪拌探針3位于軸肩套筒4下端的曲面內(nèi)。在加工的時候，通過被加工件的球面曲率選擇軸肩套筒4，使其符合軸肩套筒4的下端面曲率大于被加工件的球面曲率(一般軸肩套筒4的曲率為所需加工的球面曲率的120%)，且該攪拌探針3的軸線始終經(jīng)過被加工件球面的球心，這樣可以防止在攪拌摩擦加工過程中材料的溢出和氧化。
[0018]使用的時候，步驟如下:
[0019]根據(jù)被加工件100的球面曲率選擇合適的軸肩套筒4。其確保軸肩套筒4的下端面曲率大于被加工件100的球面曲率(一般軸肩套筒4的曲率為所需加工的球面曲率的120%)0
[0020]之后進行組裝，然后進行正式加工。
[0021]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，包括夾持部位(I);所述夾持部位(I)設置有攪拌探針(3);其特征是:所述夾持部位(I)與攪拌探針(3)之間通過軸肩(7)相互連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩(7)包括軸肩套筒安裝部(2)，所述軸肩套筒安裝部(2)的兩端分別與夾持部位(I)和攪拌探針(3)相互連接； 所述軸肩套筒安裝部(2)上套裝有軸肩套筒(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩套筒(4)的下端面為曲面； 所述軸肩套筒(4)的長度與軸肩套筒安裝部(2)的長度相一致。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩套筒安裝部(2)和軸肩套筒(4)之間通過銷(6)固定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩套筒(4)的下端面曲率大于被加工件的球面曲率； 所述攪拌探針(3)軸線始終經(jīng)過被加工件球面的球心。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩套筒(4)底部的直徑至少為攪拌探針(3)直徑的3倍。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，其特征是:所述軸肩套筒(4)的曲率為被加工件的球面曲率的120%。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于球面攪拌摩擦加工的可拆卸式攪拌頭，包括夾持部位(1)；所述夾持部位(1)設置有攪拌探針(3)；所述夾持部位(1)與攪拌探針(3)之間通過軸肩(7)相互連接。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN205324973
【申請?zhí)枴緾N201520986495
【發(fā)明人】李紅軍, 丁強
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月2日