[發(fā)明專利]用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910036087.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN109773326B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂贊;姬書得;岳玉梅;劉震磊;楊康;馬琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

1.一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置，其特征在于，包括可伸縮主軸和若干個(gè)可伸縮副軸，若干個(gè)可伸縮副軸沿可伸縮主軸的外周圓周陣列布置，若干個(gè)可伸縮副軸的末端分別固定裝配有攪拌頭，所述攪拌頭的外端為弧面結(jié)構(gòu)，若干個(gè)可伸縮副軸分別裝配有壓力傳感器，用于測(cè)量可伸縮副軸所受的軸向壓力，壓力傳感器與上位機(jī)電連接，壓力傳感器將測(cè)量的壓力數(shù)據(jù)傳遞至上位機(jī)，上位機(jī)控制可伸縮副軸伸長(zhǎng)或縮短。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置，其特征在于，所述攪拌頭呈半球形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置，其特征在于，所述攪拌頭的材質(zhì)為工具鋼、合金鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金、鎳基合金、鎢基合金或多晶立方氮化硼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置，其特征在于，所述可伸縮副軸成對(duì)設(shè)置，具體設(shè)置有1～4對(duì)。

5.一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工方法，采用如權(quán)利要求1所述的一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工裝置，其特征在于，包括以下步驟:

步驟1、將待加工的直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)豎直放置在夾具上，并裝夾固定，所述夾具對(duì)圓筒結(jié)構(gòu)的外壁施加有向內(nèi)的支撐力；

步驟2、將攪拌摩擦加工裝置與攪拌摩擦焊機(jī)的旋轉(zhuǎn)主軸固定連接，令攪拌摩擦加工裝置垂直于水平面，并與圓筒結(jié)構(gòu)同軸，將攪拌頭設(shè)置在加工起始位置，令可伸縮主軸以500～10000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可伸縮副軸以3～5毫米/分的速度伸長(zhǎng)，當(dāng)壓力傳感器的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時(shí)，可伸縮副軸停止伸長(zhǎng)；

步驟3、攪拌摩擦加工裝置持續(xù)旋轉(zhuǎn)對(duì)圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁進(jìn)行預(yù)熱，然后可伸縮主軸以5～300毫米/分的速度沿圓筒結(jié)構(gòu)的軸線伸長(zhǎng)，進(jìn)行加工，當(dāng)圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁直徑變化時(shí)，可伸縮副軸上壓力傳感器的壓力數(shù)值變化，并將壓力數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)控制可伸縮副軸伸長(zhǎng)或縮短，直至壓力恢復(fù)為預(yù)設(shè)壓力，整個(gè)加工過程中可伸縮副軸的長(zhǎng)度由上位機(jī)控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，直至圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁加工完畢。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于直徑漸變的圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的攪拌摩擦加工方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)壓力為1～20KN。