一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，其特征在于，保护气箱的顶面设有一加工窗口，加工窗口供旋转主轴在一定范围内随工作台移动，加工窗口的四周与主轴定子活动连接，主轴定子底部固定有搅拌头；保护气箱的底端侧壁设有进气孔，并用波纹导管导入，波纹管深入保护气箱的部分盘旋固定在保护气箱四壁的高位，波纹管壁开若干出气口，在箱内保护气体能在加工区及搅拌头的四周位置、多方向地均匀出气；保护气箱内还设有预热保护气体的金属管，金属管的出气端设于箱体内，另一端延伸至想体外。本实用新型专利技术结构新颖独特，可防止TC4钛合金FSW/P过程中的摩擦产热所导致的基体和搅拌头高温氧化且能以均一温度场加热，使用方便，效率极高。

An atmosphere protector for surface modification of friction stir processing

The utility model relates to a device for mixing atmosphere surface friction modification, which is characterized in that the top surface of the protective gas tank is provided with a processing window, the processing window for the rotating spindle in a certain range with the worktable and spindle, around the stator processing window is movably connected with the main shaft, the stator is fixed at the bottom of the stirring head; protection of air box at the bottom of the side wall is provided with an air inlet, and corrugated duct, pipe depth protection of air box part is fixed on the protective gas box spiral corrugated high walls, corrugated pipe wall has a plurality of outlet box, in the physical protection gas in the processing zone and stirring head around the location, direction uniform outlet; metal pipe to protect the air box is also provided with a preheating protective gas, the gas outlet end is arranged in the box of metal pipe, the other end extends to in vitro. The utility model has the advantages of novel structure and unique structure, and can prevent the matrix and the stirring head of the TC4 titanium alloy FSW/P from heating during the high-temperature oxidation and can be heated in a uniform temperature field. The utility model has the advantages of convenient operation and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置[
]本技术涉及加工表面改性
，具体的说是一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置。[
技术介绍
]工业上经常需要对各种工件进行加热处理，如金属工件的热处理过程，都要使工件受热达到较高的温度。而大多数工件达到高温以后都会被氧化，其表面因生成氧化皮而脱落，这对工件的表面质量以及尺寸等会产生非常大的影响。目前，工件的加热被氧化问题可以通过工件表面涂膜以及惰性气氛加热的方法来解决，具体到TC4钛合金FSW/P
，为了防止TC4钛合金FSW/P过程中的摩擦产热所导致的基体和搅拌头高温氧化，因此专门自行设计了保护气氛装置。一般采用的是氮气动态密封法，为加热工件营造保护气氛，但是现有装置中通常采用冷的氮气从外面直接鼓入加热室，这样会造成加热室的温度场不均匀，影响加热工件的加热效果。因此亟待一种既能通入保护气体又能以均一温度场加热的简单方便的保护气氛加热装置。[
技术实现思路
]本技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种防止TC4钛合金FSW/P过程中的摩擦产热所导致的基体和搅拌头高温氧化且能以均一温度场加热的保护气氛装置。为实现上述目的，一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，由保护气箱、工作台、旋转主轴、主轴定子、搅拌头、波纹导管、氩气气瓶、流量控制气阀部件组成，其特征在于，所述保护气箱的顶面设有一加工窗口，所述加工窗口供旋转主轴在一定范围内随工作台移动，加工窗口的四周与主轴定子活动连接，主轴定子底部固定有搅拌头；保护气箱的底端侧壁设有进气孔，并用波纹导管导入，波纹管深入保护气箱的部分盘旋固定在保护气箱四壁的高位，波纹管壁开若干出气口，在箱内保护气体能在加工区及搅拌头的四周位置、多方向地均匀出气；保护气箱内还设有预热保护气体的金属管，所述金属管的出气端设于箱体内，另一端延伸至想体外。加工窗口的四周与主轴定子以滑动挡板活动连接，采用滑动盖板对保护气箱与机床主轴进行连接，且只做单道次。关于旋转主轴、固定主轴、机床主轴三个概念中，机床主轴包括了旋转主轴和外围的固定主轴，两者轴心是一样的。加工窗口的四周与主轴定子以柔性橡胶套活动连接，采用橡胶皮套对保护气箱的加工窗口与机床主轴进行连接，保护气箱与主轴连接部位的柔性设计有利于主轴在机床X-Y轴水平面的纵横位移。保护箱体内采用非接触式高温红外测温探头(IRTP)进行FSW/P过程温度检测，并采用高温密封胶对气箱与工作台面的接触处进行密封，试验可通过箱体侧壁玻璃小窗口进行观察，通气流量由气阀控制，工艺试验前预通气5min，使箱内空气由低位的出气孔排出。所述金属管设有保护气体预热段，所述保护气体预热段设于箱体内电阻加热片附近，通过预热装置进行预热，所述保护气体预热段为蛇形管或螺旋管。本技术结构新颖独特，可防止TC4钛合金FSW/P过程中的摩擦产热所导致的基体和搅拌头高温氧化且能以均一温度场加热，使用方便，效率极高。[附图说明]图1为I型采用滑动盖板对保护气箱与机床主轴进行连接的搅拌摩擦TC4表面改性气氛保护置示意图图2为II型采用柔性橡胶皮套对保护气箱与机床主轴进行连接的搅拌摩擦TC4表面改性气氛保护置示意图图3为旋转主轴、固定主轴、机床主轴位置示意图图中标记说明1气箱主体，2工作台及垫板，3固定主轴(定子)，4搅拌头，5夹具，6进气口，7出气口，8金属管，9滑动盖板，10红外测温枪，11柔性橡胶皮套，12旋转主轴。[具体实施方式]现结合附图及实施例对本技术的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。如图所示，一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，由保护气箱、工作台、旋转主轴、主轴定子、搅拌头、波纹导管、氩气气瓶(纯度≥99.9％)、流量控制气阀部件组成，所述保护气箱的顶面设有一20cm×20cm的加工窗口，所述加工窗口供旋转主轴在一定范围内随工作台移动，加工窗口的四周与主轴定子活动连接，主轴定子底部固定有搅拌头；保护气箱的底端侧壁设有进气孔，并用波纹导管导入，波纹管深入保护气箱的部分盘旋固定在保护气箱四壁的高位，波纹管壁开若干出气口，在箱内保护气体能在加工区及搅拌头的四周位置、多方向地均匀出气；保护气箱内还设有预热保护气体的金属管，所述金属管的出气端设于箱体内，另一端延伸至想体外。如图1所示，加工窗口的四周与主轴定子以滑动挡板活动连接，采用滑动盖板对保护气箱与机床主轴进行连接，且只做单道次。考虑到多道平行排布的FSP可制备出大面积改性层结构，而采用滑动板的保护气箱设计则不利于主轴在机床X-Y轴水平面的位移，只适合做单道次FSW/P试样。如图2所示，加工窗口的四周与主轴定子以柔性橡胶套活动连接，采用橡胶皮套对保护气箱的加工窗口与机床主轴进行连接，保护气箱与主轴连接部位的柔性设计有利于主轴在机床X-Y轴水平面的纵横位移。如图3所示，旋转主轴、固定主轴、机床主轴三个概念中，机床主轴包括了外围不旋转的固定主轴套筒部分和芯部的旋转主轴，两者轴心是一样的，旋转主轴夹持下方的搅拌工具头一起旋转。保护箱体内采用非接触式高温红外测温探头(IRTP)进行FSW/P过程温度检测，采用非接触式高温红外测温探头(IRTP)进行FSW/P过程温度检测。测温仪为上海米联电子有限公司生产的AR882工业级非接触式红外测温仪，可测温度范围-18～1600℃，在超高温条件下测温精确度为±2℃，为便携式红外枪型。并采用高温密封胶对气箱与工作台面的接触处进行密封，试验可通过箱体侧壁玻璃小窗口进行观察，通气流量由气阀控制，工艺试验前预通气5min，使箱内空气由低位的出气孔排出。所述金属管设有保护气体预热段，所述保护气体预热段设于箱体内电阻加热片附近，通过预热装置进行预热，所述保护气体预热段为蛇形管或螺旋管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，由保护气箱、工作台、旋转主轴、主轴定子、搅拌头、波纹导管、氩气气瓶、流量控制气阀部件组成，其特征在于，所述保护气箱的顶面设有一加工窗口，所述加工窗口供旋转主轴在一定范围内随工作台移动，加工窗口的四周与主轴定子活动连接，主轴定子底部固定有搅拌头；保护气箱的底端侧壁设有进气孔，并用波纹导管导入，波纹管深入保护气箱的部分盘旋固定在保护气箱四壁的高位，波纹管壁开若干出气口，在箱内保护气体能在加工区及搅拌头的四周位置、多方向地均匀出气；保护气箱内还设有预热保护气体的金属管，所述金属管的出气端设于箱体内，另一端延伸至想体外。

【技术特征摘要】
1.一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，由保护气箱、工作台、旋转主轴、主轴定子、搅拌头、波纹导管、氩气气瓶、流量控制气阀部件组成，其特征在于，所述保护气箱的顶面设有一加工窗口，所述加工窗口供旋转主轴在一定范围内随工作台移动，加工窗口的四周与主轴定子活动连接，主轴定子底部固定有搅拌头；保护气箱的底端侧壁设有进气孔，并用波纹导管导入，波纹管深入保护气箱的部分盘旋固定在保护气箱四壁的高位，波纹管壁开若干出气口，在箱内保护气体能在加工区及搅拌头的四周位置、多方向地均匀出气；保护气箱内还设有预热保护气体的金属管，所述金属管的出气端设于箱体内，另一端延伸至想体外。2.如权利要求1所述一种用于搅拌摩擦加工表面改性的气氛保护装置，其特征在于，加工窗口的四周与主轴定子以滑动挡板活动连接，采用滑动盖板对保护气箱与机床主轴进行连接，且只做单道次。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，
申请(专利权)人：上海市特种设备监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：上海,31