一种搅拌摩擦加工头制造技术

本发明专利技术涉及材料加工领域，具体涉及一种搅拌摩擦加工头。搅拌摩擦加工头，包括：夹持杆，其下部设有安装孔；搅拌针，其上端安装在所述安装孔内，搅拌针的下部设有内轴肩；外轴肩，为套筒结构，套设在所述搅拌针上；所述安装孔为螺纹孔，搅拌针的上端螺纹连接在安装孔内，并通过内轴肩将外轴肩压装在夹持杆上；或者，所述夹持杆的外周面上设有外螺纹，外轴肩的内周面上设有内螺纹，外轴肩螺纹连接在夹持杆上，并顶压内轴肩以将搅拌针压装在夹持杆上。内轴肩/外轴肩能够作为垫圈使用，在外轴肩/搅拌针旋紧后，能够向外轴肩/搅拌针提供反向作用力，在不设置紧定螺钉的情况下，保证外轴肩/搅拌针的稳定性，同时提高了搅拌头的装配效率。同时提高了搅拌头的装配效率。同时提高了搅拌头的装配效率。

【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦加工头


[0001]本专利技术涉及材料加工领域，具体涉及一种搅拌摩擦加工头。

技术介绍

[0002]搅拌摩擦加工技术（简称FSP）是以FSW的基本概念为基础开发出来的一种用于微观结构修饰和制造的技术，其基本原理主要是通过搅拌头的高速旋转产生摩擦热和机械搅拌作用，使加工区的工件变成热塑性软化状态，通过搅拌头的锻造作用使向后流动材料态再结晶，从而起到细化晶粒，使组织更加均匀的效果。
[0003]在搅拌摩擦加工时，搅拌头处于高速旋转状态，极易产生磨损，且由于向前移动承受了较大的阻力，导致搅拌针负荷很大，在长时间使用后，常常发生断裂。因此，搅拌针“磨损”、“断针”后需要更换搅拌针。
[0004]授权公告号为CN103331516B的中国专利技术专利公开了一种组合可调式搅拌摩擦焊搅拌头，包括夹持部分，夹持部分的下部外侧螺纹连接有套筒，夹持部分的中心孔内螺纹连接有搅拌针，为了保证搅拌针的稳定性，在夹持部分的中心孔内还螺纹连接有紧定螺钉，紧定螺钉顶压在搅拌针的上端面上。上述搅拌针、套筒以及夹持部分分体设置，便于更换搅拌针和套筒。
[0005]上述的搅拌头需要在夹持部分的外周面以及中心孔内均加工螺纹，加工量较大，而且套筒和搅拌针均需要单独安装，且搅拌针需要通过紧定螺钉锁紧，造成装配效率较低，从而影响整个搅拌头的生产效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种搅拌摩擦加工头，以解决现有技术中搅拌头需要在夹持部分的外周面以及中心孔内均加工螺纹，造成加工量较大的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术搅拌摩擦加工头的技术方案是：搅拌摩擦加工头，包括：夹持杆，其下部设有安装孔；搅拌针，其上端安装在所述安装孔内，搅拌针的下部设有内轴肩；外轴肩，为套筒结构，套设在所述搅拌针上；所述安装孔为螺纹孔，搅拌针的上端螺纹连接在安装孔内，并通过内轴肩将外轴肩压装在夹持杆上；或者，所述夹持杆的外周面上设有外螺纹，外轴肩的内周面上设有内螺纹，外轴肩螺纹连接在夹持杆上，并顶压内轴肩以将搅拌针压装在夹持杆上。
[0008]有益效果是：通过旋拧外轴肩/搅拌针将夹持杆、搅拌针以及外轴肩装配在一起，不仅方便搅拌针与外轴肩的拆装，而且内轴肩/外轴肩能够作为垫圈使用，在外轴肩/搅拌针旋紧后，能够向外轴肩/搅拌针提供反向作用力，在不设置紧定螺钉的情况下，保证外轴肩/搅拌针的稳定性，同时提高了搅拌头的装配效率。
[0009]进一步的，在安装孔为螺纹孔时，夹持杆上于安装孔的上方设有穿孔，穿孔与安装
孔连通，以供螺丝刀插入，所述搅拌针的上端端面上设有槽口，该槽口与螺丝刀的刀头适配。
[0010]有益效果是：这样设计，螺丝刀由上向下从穿孔进入到安装孔内，以旋紧或旋松搅拌针，便于搅拌针的拆装。
[0011]进一步的，所述槽口为一字槽或十字槽。
[0012]进一步的，所述外轴肩外表面涂覆有耐磨防粘涂层。
[0013]有益效果是：耐磨防粘涂层不仅增加了外轴肩的耐磨性，而且减少了搅拌摩擦过程中塑性材料在外轴肩上的黏着。
[0014]进一步的，所述耐磨防粘涂层为氮化钛涂层。
[0015]进一步的，所述穿孔与安装孔同轴布置。
[0016]有益效果是：这样设计，便于穿孔和安装孔的加工。
[0017]进一步的，所述搅拌针由硬质合金制成；或者搅拌针包括钢基体，钢基体的外表面涂覆有氮化钛涂层。
[0018]有益效果是：硬质合金或氮化钛涂层能大大增加搅拌针的耐磨性，从而提高搅拌针的使用寿命。
[0019]进一步的，所述搅拌针工作部分的长度小于待加工板的厚度。
[0020]有益效果是：这样设计，有利于保证搅拌摩擦焊的焊接质量。
[0021]进一步的，所述搅拌针工作部分的长度为0.95倍的待加工板的厚度。
[0022]有益效果是：这样设计，进一步提高搅拌摩擦焊的焊接质量。
[0023]进一步的，所述搅拌针和外轴肩之间的压装作用面为平面。
附图说明
[0024]图1为本专利技术搅拌摩擦加工头的实施例1的结构示意图；图2为图1中搅拌针的结构示意图；图3为图1中外轴肩的结构示意图；图中：11、穿孔；12、夹持杆；13、安装孔；14、搅拌针；15、外轴肩；16、内轴肩；17、工作部分；18、台阶结构。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0029]本专利技术搅拌摩擦加工头的实施例1：如图1所示，搅拌摩擦加工头包括夹持杆12、搅拌针14以及外轴肩15，夹持杆12具有穿孔11和安装孔13，穿孔11处于安装孔13的上方且与安装孔13连通，穿孔11与安装孔13同轴布置，以便于加工。其中，穿孔11的最小直径大于10mm。
[0030]如图1至图3所示，搅拌针14的上端安装在安装孔13内，搅拌针14的下部设有内轴肩16，外轴肩15为套筒结构并套设在搅拌针14上。具体的，安装孔13为螺纹孔，搅拌针14上于内轴肩16的上方设有外螺纹，该外螺纹的牙型为圆弧型，外轴肩15具有台阶结构18；在装配时，搅拌针14螺纹连接在安装孔13内，以通过内轴肩16和台阶结构18配合，将外轴肩15压装在夹持杆12上。其中，台阶结构18的台阶面为与夹持杆12轴线垂直的平面，即搅拌针14和外轴肩15的压装作用面为上述平面。在其他实施例中，台阶结构的台阶面可以为斜面，即搅拌针和外轴肩的压装作用面为平面。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.搅拌摩擦加工头，其特征在于，包括：夹持杆（12），其下部设有安装孔（13）；搅拌针（14），其上端安装在所述安装孔（13）内，搅拌针（14）的下部设有内轴肩（16）；外轴肩（15），为套筒结构，套设在所述搅拌针（14）上；所述安装孔（13）为螺纹孔，搅拌针（14）的上端螺纹连接在安装孔（13）内，并通过内轴肩（16）将外轴肩（15）压装在夹持杆（12）上；或者，所述夹持杆（12）的外周面上设有外螺纹，外轴肩（15）的内周面上设有内螺纹，外轴肩（15）螺纹连接在夹持杆（12）上，并顶压内轴肩（16）以将搅拌针（14）压装在夹持杆（12）上。2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工头，其特征在于，在安装孔（13）为螺纹孔时，夹持杆（12）上于安装孔（13）的上方设有穿孔（11），穿孔（11）与安装孔（13）连通，以供螺丝刀插入，所述搅拌针（14）的上端端面上设有槽口，该槽口与螺丝刀的刀头适配。3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦加工头，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙飞，程亚芳，钟素娟，张雷，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：