A friction stirring machine for inner wall of cylindrical structure with abrupt diameter is designed. Several retractable counteraxes are arranged along the circumferential array of the retractable spindle. The ends of several retractable counteraxes are fixed with a mixing head. The outer end of the mixing head is arc, the upper and lower ends are plane, and the retractable spindle is equipped with a longitudinal tension pressure sensor for measuring the retractable spindle. In the process of processing, the friction stirring processing device moves along the axis of the cylinder structure, and according to the specific shape and size of the cylinder structure, the upper computer controls the elongation or shortening of the retractable spindle and the retractable spindle. In the abrupt change of diameter, the spindle rotates and stops, and the vice-spindle extends or shortens. The processing of the inner wall of the cylinder structure with abrupt change of diameter can be realized.
【技术实现步骤摘要】
用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置及方法
本专利技术属于搅拌摩擦加工
,具体涉及用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置及方法。
技术介绍
英国焊接研究所于1991年提出的搅拌摩擦焊(Frictionstirwelding,FSW)是一种新型固相焊技术,具有工作效率高、节能、无污染、焊接变形小、焊缝质量高等优点,在航空航天、汽车、船舶、电子等领域有着广泛的应用对象。除了作为一种焊接方法,FSW还可用于材料微观组织的改性,这就是搅拌摩擦加工(Frictionstirprocessing,FSP)。加工过程中,搅拌针和轴肩高速旋转,与工件紧密接触,工件材料既受到轴肩的压力、摩擦力又承受搅拌针的旋转摩擦和剪切力,致使晶粒拉长并破碎,破碎的晶粒发生动态再结晶过程,最终实现材料的细化、均匀化。致密化,进而改善了材料的性能。目前,对于结构内壁的搅拌摩擦加工研究多为圆柱结构,主要方法就是搅拌头沿圆柱轴线垂直扎入,利用搅拌头外壁与圆柱内壁摩擦,但此方法局限于圆柱结构,当截面直径改变,这种方法不再适用。因此,需要一种能对直径突变的圆筒结构(轴线为直线)内壁进行加工的搅拌摩擦加工方法。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题,本专利技术提供一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置及方法,技术方案如下:一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,包括可伸缩主轴和若干个可伸缩副轴,若干个可伸缩副轴沿可伸缩主轴的外周圆周阵列布置,若干个可伸缩副轴的末端分别固定装配有搅拌头,所述搅拌头的外端为弧面,上下两端为平面,可伸缩主轴装配有纵向拉压力传感器,用于 ...
【技术保护点】
1.一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,包括可伸缩主轴和若干个可伸缩副轴,若干个可伸缩副轴沿可伸缩主轴的外周圆周阵列布置,若干个可伸缩副轴的末端分别固定装配有搅拌头,所述搅拌头的外端为弧面,上下两端为平面,可伸缩主轴装配有纵向拉压力传感器,用于测量可伸缩主轴所受的轴向压力或拉力,若干个可伸缩副轴分别装配有横向压力传感器,用于测量可伸缩副轴所受的轴向压力,纵向拉压力传感器与横向压力传感器均与上位机电连接,纵向拉压力传感器与横向压力传感器将测量的压力数据传递至上位机,上位机控制可伸缩主轴和可伸缩副轴的伸长或缩短。
【技术特征摘要】
1.一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,包括可伸缩主轴和若干个可伸缩副轴,若干个可伸缩副轴沿可伸缩主轴的外周圆周阵列布置,若干个可伸缩副轴的末端分别固定装配有搅拌头,所述搅拌头的外端为弧面,上下两端为平面,可伸缩主轴装配有纵向拉压力传感器,用于测量可伸缩主轴所受的轴向压力或拉力,若干个可伸缩副轴分别装配有横向压力传感器,用于测量可伸缩副轴所受的轴向压力,纵向拉压力传感器与横向压力传感器均与上位机电连接,纵向拉压力传感器与横向压力传感器将测量的压力数据传递至上位机,上位机控制可伸缩主轴和可伸缩副轴的伸长或缩短。2.根据权利要求1所述的一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,所述搅拌头呈圆柱形。3.根据权利要求1所述的一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,所述搅拌头的材质为工具钢、合金钢、不锈钢、硬质合金、镍基合金、钨基合金或多晶立方氮化硼。4.根据权利要求1所述的一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,所述可伸缩副轴成对设置,具体设置有1~4对。5.一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工方法,采用如权利要求1所述的一种用于直径突变的圆筒结构内壁的搅拌摩擦加工装置,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、将待加工的直径突变的圆筒结构竖直放置在夹具上,并装夹固定,所述夹具对圆筒结构的外壁施加有向内的支撑力;步骤2、根据圆筒结构的内壁形状和尺寸,将发生截面突变处的直径和轴向坐标编入上位机的加工程序中...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕赞,姬书得,岳玉梅,刘震磊,杨康,马琳,
申请(专利权)人:沈阳航空航天大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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