本发明专利技术提供实时测温增材装置，涉及摩擦增材技术领域。该实时测温增材装置，包括视觉定位装置、温度显示端、机头、主轴以及设置在主轴内侧壁的搅拌头。本发明专利技术，通过在搅拌头内部埋设热电偶，且将热电偶的测温段端部接近搅拌头下端面与出料孔交接点，能够测量最接近增材核心区的增材温度，通过常见的数控机床，可以很方便的在搅拌头侧壁加工出沉孔、螺纹孔以及测温孔，加工方式简单，同时热电偶的安装也非常方便，通过防脱结构能够避免高速旋转时外盒与内盒的脱离，需要打开外盒时，通过顶杆从顶出孔中顶入，将弹销顶出限位孔即可取下外盒，维护非常方便。护非常方便。护非常方便。
【技术实现步骤摘要】
实时测温增材装置
[0001]本专利技术涉及摩擦增材
，具体为实时测温增材装置。
技术介绍
[0002]摩擦增材是英国焊接研究所专利技术的一种增材技术，与传统的焊接方法相 比，具有优质、高效、低耗、变形小和无污染等特点，在轨道交通业、船舶 制造业和航天制造业等领域有着广泛的应用。在搅拌摩擦增材过程中，增材 工艺参数、增材工件的外形尺寸和散热条件的变化容易造成增材区温度的波 动，增材区的温度是影响增材的微观组织、力学性能和增材质量的重要因素， 因此，实时监控摩擦增材的增材温度在学术研究和工程应用上有着重大的意 义。
[0003]早期，国内外已有专家学者通过有限元仿真来计算增材区的温度，但是 软件的仿真的温度场并不能反映真实的增材过程的温度，也不能实时监控整 个摩擦增材温度的变化过程，也有技术提出通过在增材工件沿增材工具周围 布置热电偶的方法，对增材区域的温度进行了实验测试和分析，但是在摩擦 增材接过程中，搅拌头轴肩与工件剧烈挤压摩擦产热，会使增材处的材料发 生塑性流动，容易损坏热电偶，目前尚无对搅拌区域测温的较好办法。
技术实现思路
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了实时测温增材装置，解决了目前市 面上摩擦增材无法较好测量增材区温度的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：实时测温增材装 置，包括温度显示端、机头、主轴以及设置在主轴内侧壁的搅拌头，所述搅 拌头内侧壁设置有呈上下贯通的出料孔，所述出料孔内侧壁设置有增材棒， 所述搅拌头设置在主轴内侧壁并向主轴下侧延伸，所述搅拌头位于主轴下方 的外壁设置有连接法兰，所述搅拌头通过连接法兰与主轴下壁固定连接，所 述搅拌头位于连接法兰下侧的一段外壁设置有测温装置，所述测温装置包括： 内盒及外盒，所述内盒固定连接在连接法兰下壁，所述外盒卡接在内盒外壁， 所述内盒、外盒之间设置有防脱结构；测温电路板，所述测温电路板固定连 接在内盒内侧上壁，所述测温电路板下壁设置有温度采集模块、控制模块及 无线发射模块；供电结构，所述供电结构设置在外盒中，所述供电结构用于 向测温电路板供电；热电偶，所述热电偶连接在搅拌头侧壁，所述热电偶由 至上而下依次设置的连接头、螺纹段、测温段组成，所述热电偶通过螺纹段 与搅拌头螺纹连接，所述测温段插接在搅拌头内侧壁且远离螺纹段的端部靠 近出料孔与搅拌头下端面交接处，所述连接头远离螺纹段的一端固定连接有 连接线，所述连接线远离连接头的一端与测温电路板电连接。
[0008]优选的，所述防脱结构包括固定套、复位弹簧、弹销以及限位孔，所述 固定套固定
连接在内盒内侧右壁，所述限位孔设置在外盒内侧右壁且与固定 套呈内外相对，所述复位弹簧、弹销从左到右依次设置在固定套内侧壁，所 述弹销远离复位弹簧的一端贯穿内盒右壁并伸入到限位孔内部。
[0009]优选的，所述外盒右壁设置有与限位孔呈内外贯通的顶出孔。
[0010]优选的，所述供电结构包括供电盒，所述供电盒均固定连接在外盒内侧 下壁，所述供电盒内部均设置有电池组，所述电池组均与测温电路板电连接。
[0011]优选的，所述搅拌头侧壁设置有沉孔，所述沉孔内侧下壁设置有螺纹孔， 所述螺纹孔内侧下壁设置有测温孔，所述沉孔、螺纹孔与测温孔呈倾斜状设 置在搅拌头内壁，所述测温孔远离螺纹孔的端部靠近出料孔与搅拌头下端面 交接处。
[0012]优选的，所述热电偶通过螺纹段与螺纹孔螺纹连接，所述热电偶测温段 插接在测温孔内侧壁且测温段远离螺纹段的端部与测温孔底部抵紧。
[0013]优选的，所述内盒内侧上壁固定连接有绝缘柱，所述测温电路板与绝缘 柱远离内盒内侧上壁的一端固定连接，所述测温电路板通过绝缘柱与内盒内 侧上壁固定连接。
[0014](三)有益效果
[0015]本专利技术提供了实时测温增材装置。具备以下有益效果：
[0016]1、相比现有技术，该实时测温增材装置，通过在搅拌头内部埋设热电偶， 且将热电偶的测温段端部接近搅拌头下端面与出料孔交接点，能够测量最接 近搅拌核心区的搅拌温度，通过测温电路板接受两组测量数据，并经过温度 采集模块及控制模块处理，可以通过温度显示端显示出精准的工作温度。
[0017]2、相比现有技术，该实时测温增材装置，通过常见的数控机床，可以很 方便的在搅拌头侧壁加工出沉孔、螺纹孔以及测温孔，加工方式简单，同时 热电偶的安装也非常方便，降低了制造成本，同时提高了组装效率。
[0018]3、相比现有技术，该实时测温增材装置，通过防脱结构能够避免高速旋 转时外盒与内盒的脱离，需要打开外盒时，通过顶杆从顶出孔中顶入，将弹 销顶出限位孔即可取下外盒，维护非常方便。
附图说明
[0019]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术搅拌头、内盒及外盒内部结构局部剖视图；
[0021]图3为本专利技术图2中A处局部放大图；
[0022]图4为本专利技术搅拌头内部结构局部剖视图；
[0023]图5为本专利技术热电偶结构示意图。
[0024]其中，1、机头；2、主轴；3、搅拌头；4、连接法兰；5、增材棒；6、 螺纹段；7、测温段；8、连接线；9、外盒；10、内盒；11、绝缘柱；12、测 温电路板；13、供电盒；14、连接头；15、固定套；16、复位弹簧；17、弹 销；18、限位孔；19、顶出孔；20、出料孔；21、沉孔；22、螺纹孔；23、 测温孔。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行 清楚、完
整地描述，显然，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动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。
[0026]实施例：
[0027]如图1到图5所示，本专利技术实施例提供实时测温增材装置，包括温度显 示端、机头1、主轴2以及设置在主轴2内侧壁的搅拌头3，搅拌头3内侧壁 设置有呈上下贯通的出料孔20，出料孔20内侧壁设置有增材棒5，搅拌头3 设置在主轴2内侧壁并向主轴2下侧延伸，搅拌头3位于主轴2下方的外壁 设置有连接法兰4，搅拌头3通过连接法兰4与主轴2下壁固定连接，搅拌头 3位于连接法兰4下侧的一段外壁设置有测温装置，测温装置包括：内盒10、 外盒9、测温电路板12、供电结构、以及至少一组热电偶；
[0028]内盒10固定连接在连接法兰4下壁，外盒9卡接在内盒10外壁，内盒 10、外盒9之间设置有防脱结构，防脱结构包括固定套15、复位弹簧16、弹 销17以及限位孔18，固定套15固定连接在内盒10内侧右壁，限位孔18设 置在外盒9内侧右壁且与固定套15呈内外相对，复位弹簧16、弹销17从左 到右依次设置在固定套15内侧壁，弹销17远离复位弹簧16的一端贯穿内盒 10右壁并伸入到限位孔18内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.实时测温增材装置，包括温度显示端、机头(1)、主轴(2)以及设置在主轴(2)内侧壁的搅拌头(3)，所述搅拌头(3)内侧壁设置有呈上下贯通的出料孔(20)，其特征在于：所述出料孔(20)内侧壁设置有增材棒(5)，所述搅拌头(3)设置在主轴(2)内侧壁并向主轴(2)下侧延伸，所述搅拌头(3)位于主轴(2)下方的外壁设置有连接法兰(4)，所述搅拌头(3)通过连接法兰(4)与主轴(2)下壁固定连接，所述搅拌头(3)位于连接法兰(4)下侧的一段外壁设置有测温装置，所述测温装置包括：内盒(10)及外盒(9)，所述内盒(10)固定连接在连接法兰(4)下壁，所述外盒(9)卡接在内盒(10)外壁，所述内盒(10)、外盒(9)之间设置有防脱结构；测温电路板(12)，所述测温电路板(12)固定连接在内盒(10)内侧上壁，所述测温电路板(12)下壁设置有温度采集模块、控制模块及无线发射模块；供电结构，所述供电结构设置在外盒(9)中，所述供电结构用于向测温电路板(12)供电；至少一组热电偶，所述热电偶连接在搅拌头(3)侧壁，所述热电偶由至上而下依次设置的连接头(14)、螺纹段(6)、测温段(7)组成，所述热电偶通过螺纹段(6)与搅拌头(3)螺纹连接，所述测温段(7)插接在搅拌头(3)内侧壁且远离螺纹段(6)的端部靠近出料孔(20)与搅拌头(3)下端面交接处，所述连接头(14)远离螺纹段(6)的一端固定连接有连接线(8)，所述连接线(8)远离连接头(14)的一端与测温电路板(12)电连接。2.根据权利要求1所述的实时测温增材装置，其特征在于：所述防脱结构包括固定套(15)、复位弹簧(16)、弹销(17)以及限位孔(18)，所述固定套(15...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖瑞林，李云平，李一迪，张明，汪辉，龚伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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