一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法技术

本发明专利技术公开了一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法，其中，利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具包括包括安装体、轴肩和搅拌针，轴肩和搅拌针为回转体，轴肩的轴向一端与安装体固定连接，搅拌针同轴固定连接于轴肩的远离安装体的另一端，搅拌针的内部开设有中空通道，且搅拌针的周向侧面开设有侧面开孔，侧面开孔与中空通道连通；轴肩的周向侧面开设有轴肩通孔，且轴肩通孔与中空通道连通。本发明专利技术的利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法，利用搅拌摩擦处理技术，加工过程中热塑性材料能够经过焊具内部通道向外排出，能够在零件上直接加工出密闭的水流道，工艺简单，省时省力，提升生产效率，降低加工成本。工成本。工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法


[0001]本专利技术涉及内流道加工
，尤其涉及一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车、5G等技术的兴起，电池和电子元器件等零件的密度进一步提升，导致电气零件在工作过程中发热量较大。由电气零件产生的热量需要及时导出，否则会对零件造成损坏。目前一般采用铝合金和铜合金等导热性好的材质与电气零件接触，并通过液体或者气体将热量带出，可对零件进行实时降温，保证零件的稳定工作。
[0003]目前对存在冷却流道的零件的加工主要采用两种方式，一种为缠绕水冷管，另一种为直接在零件上加工水流道然后用盖板将其密封。
[0004]公开号为CN108448802A和CN108539908A的专利利用缠绕水冷管的方式对电机壳进行水冷。电机壳包括外壳体、内壳体和循环水管，循环水管螺旋缠绕于内壳体外表面并与内壳体固定连接，外壳体套接于内壳体和循环水管外部，外壳体外表面设有进水口和出水口，进水口和出水口分别与循环水管连通。但是，缠绕水冷管的方式对零件进行水冷时，水冷管与零件之间存在接触，接触面的表面粗糙度和接触状态对热传导的影响较大，冷却效率较低。
[0005]公开号为CN109286269A和CN109952001A的专利直接在零件上加工水流道，然后通过焊接的方式密封水流道。其中，公开号为CN109286269A的专利为水冷电机壳体，壳体周向水道为机加工成型，然后用多个弧形状铝合金块焊接封闭连通水道，连通水道环绕布置于整个壳体。公开号为CN109952001A的专利为水冷板，通过在基板的周侧面上设置流通口，基板的上下侧面上设置流道，流道为机加工成型，然后将对应的盖板焊接于流道上，使得流道为密闭流道，仅通过侧面的流通口与外部水管相连。采用直接在零件上加工水流道，然后用盖板将其密封的方式相比于缠绕水冷管的散热效率高，但该方法需要先将水流道机加工成型，然后通过焊接的方式将水流道盖住，只保留进水口和出水口，需要经过多道加工工序，工艺复杂，费时费力，加工成本高，而且盖板与水流道焊缝的搭接界面处容易出现应力集中现象，影响零件使用寿命。
[0006]需要说明的是，上述内容属于专利技术人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法，能够在零件上直接加工出密闭的水流道，省去盖板焊接工序，工艺简单，省时省力，解决存在内部流道的水冷电机壳体和水冷散热器等加工工艺复杂、工序多的问题，提升存在内部流道零件的生产效率，降低加工成本，实用性强。
[0008]为实现上述目的，一方面，本专利技术提出了一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，包括安装体、轴肩和搅拌针，所述轴肩和所述搅拌针为回转体，所述轴肩的轴向
一端与所述安装体固定连接，所述搅拌针同轴固定连接于所述轴肩的远离所述安装体的另一端，其特征在于，所述搅拌针的内部开设有中空通道，且所述搅拌针的周向侧面开设有侧面开孔，所述侧面开孔与所述中空通道连通；所述轴肩的周向侧面开设有轴肩通孔，且所述轴肩通孔与所述中空通道连通。
[0009]在一个示例中，所述搅拌针的端面还开设有端面开孔，所述端面开孔与所述中空通道连通。
[0010]在一个示例中，所述搅拌针的周向侧面开设有至少两所述侧面开孔，且所述侧面开孔相对于所述搅拌针的轴线呈中心对称分布；所述搅拌针的周向侧面沿径向的切向还开设有导流槽，且所述导流槽沿所述搅拌针的周向开设于所述侧面开孔的同一侧，并与所述侧面开孔连通。
[0011]在一个示例中，所述端面开孔的内径小于所述搅拌针的端面直径的2/3，所述中空通道的内径和所述轴肩通孔的内径大于所述端面开孔的内径。
[0012]在一个示例中，所述侧面开孔的内径小于所述搅拌针的长度的2/3，所述中空通道的内径和所述轴肩通孔的内径大于所述侧面开孔的内径。
[0013]在一个示例中，所述轴肩的连接所述搅拌针的端面的外径，大于所述搅拌针的根部外径的1.2倍。
[0014]在一个示例中，所述侧面开孔与所述搅拌针的根部之间的所述搅拌针的周向侧面和所述轴肩处还设置有螺纹。
[0015]在一个示例中，所述安装体、所述轴肩和所述搅拌针为一体结构。
[0016]另一方面，本专利技术还提出了一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的方法，采用如上述任一项所述的利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，包括以下步骤：
[0017]步骤一、将焊具通过安装体安装于旋转驱动装置，并将待处理的工件装夹固定；
[0018]步骤二、旋转驱动装置驱动焊具绕搅拌针的轴线旋转运动，然后将搅拌针完全扎入待处理的工件内，并使轴肩与工件表面接触并存在设定的压力，焊具的搅拌作用使搅拌针部位的工件材料受热软化，工件内部的塑性材料通过搅拌针的侧面开孔流入中空通道，并通过轴肩通孔挤出，工件的上层材料在轴肩和搅拌针的带动下形成新的工件表面；
[0019]步骤三、焊具相对于工件平行于工件表面移动，从而在工件内部加工出内部流道。
[0020]在一个示例中，所述搅拌针的端面还开设有端面开孔，所述端面开孔与所述中空通道连通；所述搅拌针的周向侧面开设有至少两所述侧面开孔，且所述侧面开孔以所述搅拌针的轴线呈中心对称分布；所述搅拌针的周向侧面沿径向切向还开设有导流槽，且所述导流槽沿所述搅拌针的周向开设于所述侧面开孔的同一侧，并与所述侧面开孔连通；所述搅拌针的旋转方向与所述导流槽的开口方向一致。
[0021]通过本专利技术提出的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具及方法能够带来如下有益效果：
[0022]1、内部流道零件相比于缠绕水冷管方式，避免固体接触传热效率低的问题，水流直接冷却零件，传热效率高。通过在搅拌针的内部开设中空通道和侧面开设侧面开孔，同时在轴肩的侧面开设轴肩通孔，利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具使用时，搅拌针的侧面开孔位于零件内部，轴肩通孔位于零件外部，而侧面开孔与轴肩通孔通过中空通道连通，使得侧面开孔与外部连通，利用搅拌摩擦处理技术加工过程中热塑性材料能够经过
焊具内部通道向外排出，可直接在实心固体材料内部加工出连续的流道，能够在零件上直接加工出密闭的水流道，相比于利用盖板密封水流道的方式，省去盖板与流道的焊接工序，实现内部流道零件的一次成型生产，工艺简单，省时省力，解决存在内部流道的水冷电机壳体和水冷散热器等零件加工工艺复杂、工序多的问题，提升存在内部流道零件的生产效率，降低加工成本，而且加工出的水流道在内部水压的作用下无应力集中情况，提升产品质量，增加零件的使用寿命，实用性强。
[0023]2、通过设置端面开孔，能够将搅拌针下侧的塑性材料由端面开孔挤出，增大通道流量，促进塑性材料的流动，加速塑性材料排出，提升内部流道成形速度，实用性强。
[0024]3、通过设置中心对称的侧面开孔和导流槽，能够对塑性材料的流动进行导向，促进塑性材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，包括安装体、轴肩和搅拌针，所述轴肩和所述搅拌针为回转体，所述轴肩的轴向一端与所述安装体固定连接，所述搅拌针同轴固定连接于所述轴肩的远离所述安装体的另一端，其特征在于，所述搅拌针的内部开设有中空通道，且所述搅拌针的周向侧面开设有侧面开孔，所述侧面开孔与所述中空通道连通；所述轴肩的周向侧面开设有轴肩通孔，且所述轴肩通孔与所述中空通道连通。2.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，其特征在于，所述搅拌针的端面还开设有端面开孔，所述端面开孔与所述中空通道连通。3.根据权利要求2所述的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，其特征在于，所述搅拌针的周向侧面开设有至少两所述侧面开孔，且所述侧面开孔相对于所述搅拌针的轴线呈中心对称分布；所述搅拌针的周向侧面沿径向的切向还开设有导流槽，且所述导流槽沿所述搅拌针的周向开设于所述侧面开孔的同一侧，并与所述侧面开孔连通。4.根据权利要求2所述的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，其特征在于，所述端面开孔的内径小于所述搅拌针的端面直径的2/3，所述中空通道的内径和所述轴肩通孔的内径大于所述端面开孔的内径。5.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，其特征在于，所述侧面开孔的内径小于所述搅拌针的长度的2/3，所述中空通道的内径和所述轴肩通孔的内径大于所述侧面开孔的内径。6.根据权利要求1所述的一种利用搅拌摩擦处理技术加工内部流道的焊具，其特征在于，所述轴肩的连接所述搅拌针的端面的外径，大于所述搅拌针...

【专利技术属性】
技术研发人员：树西，黄体方，万龙，
申请(专利权)人：昆山万洲特种焊接有限公司，
类型：发明
国别省市：