专利名称：旋转挤压复合材料的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备复合材料的装置，尤其涉及一种旋转挤压复合材料的 装置。
背景技术：
新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中 复合材料，特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。金属 基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要 的作用，因此倍受人们重视。随着科学技术的不断发展，新的制造方法的出现， 金属基复合材料在各方面将有越来越广阔的应用前景。
目前研究最较多的为轻金属基复合材料。它们具有高比强度、高比模量 的特点，多应用于宇航、航空和汽车工业等领域。
金属基复合材料的性能、特点、应用和制造成本等在很大的程度上取决 于金属基复合材料的制备工艺和方法。目前,金属基复合材料的制备工艺和方
法可分为搅拌铸造法、粉末冶金法、原位生成法、挤压铸造法和喷射成形法 等。这些方法各有优缺点，适用的范围也不尽相同。如搅拌铸造法对设备和工 艺的要求很高，同时高温使得元素的蒸发，造成浪费；粉末冶金法制得的复合 材料在室温时延性差和加工性能不好，等等。
旋转挤压复合材料法是一种新的合金化技术，该技术可以克服多种已有 制备技术的不足，如该技术可以避开复杂的凝固过程；能形成高韧性的纳米晶 结构；能制备难融金属的合金化以及非平衡相的生成，等。该技术是在搅拌摩 擦焊技术的基础上演变而来的。旋转挤压复合材料法制备复合材料的装置是一种全新的材料制备装置，设计过程参照了搅拌摩擦焊的工作特点，并结合复合 材料制备的要求，增加了新的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供了 -种旋转挤压复合材料的装置，该装置结构紧 凑，操作方便，适应性强。
本发明是这样来实现的，它包括底板、驱动电机、底座、液压缸、皮带、 后退顶杆、带轮、旋转摩擦挤压腔体、脉动机构、丝杆、齿轮座、齿轮、联轴 器、减速电机，其特征是底板连接底座，驱动电机也安装在底板上，驱动电机 通过带轮和皮带连接驱动旋转摩擦挤压腔体中的旋转摩擦头，底座分别连接液 压缸、旋转摩擦挤压腔体和脉动机构，液压缸上安装顶杆，顶杆截面与旋转摩 擦挤压腔体的入口滑动配合连接，旋转摩擦挤压腔体的出口与后退顶杆相连， 后退顶杆与脉动机构连接，脉冲机构连接丝杆，丝杆通过齿轮和联轴器连接减 速电机，齿轮安装在齿轮座上。
本发明所述的旋转摩擦挤压腔体，它包括活动腔盖、冷却水接口、旋转摩 擦头、固定腔体、轴承组、旋转轴、轴承盖、连接板、导向销，其特征是固定 腔体和活动腔盖通过导向销相互定位，并通过连接板将整个腔体安装在底座 上，固定腔体开有冷却水接口，固定腔体上安装旋转轴，旋转摩擦头安装在旋 转轴上，旋转轴通过轴承组及轴承盖与固定腔体定位连接，旋转轴连接带轮。
本发明所述的脉动机构，它包括支撑座、后退顶杆、偏心轴、支座、偏心 轴座、电机、电机安装座、导轨，其特征是支撑座滑动连接导轨，支撑座底端 安装有电机安装座，电机安装座连接电机，电机连接偏心轴，偏心轴连接偏心 轴座，偏心轴活动连接后退顶杆，后退顶杆连接支座。
本发明的技术效果是该装置结构紧凑，操作方便，适应性强，旋转摩擦头与固定腔体之间的的相对位置及配合精度要求较高，装置设计了后退系统及 脉动系统，在这两系统的协同作用下，后退顶杆能够实现直线移动与脉动的合
运动，该运动形式对合成材料的性能大有帮助。该装置顶杆挤压力在0 16MPa 范围内连续可调，并且旋转摩擦头的旋转速度有720rpm、 1500 rpm、 2000 rpm 三种选择，后退速度为3 50mm/min连续可调，脉动频率范围为0 20Hz， 适应不同复合材料的制备。
图l为本发明的结构示意图。
图2为本发明旋转挤压形腔体的结构示意图。
图3为本发明脉动机构的结构示意图。
在图中，1、底板2、驱动电机3、底座4、液压缸5、皮带6、顶杆7、 带轮8、旋转挤压形腔体9、脉动机构10、丝杆11、齿轮座12、齿轮13、 驱动齿轮14、联轴器15,减速电机16、活动腔盖17、冷却水接口 18、旋 转摩擦头19、固定腔体20、轴承组21、旋转轴22、轴承盖23、连接板24、 导向销25、支撑座26、后退顶杆27、偏心轴28、支座29、偏心轴座30、 电机31、电机安装座32、导轨
具体实施例方式
如图1所示，本发明是这样来实现的，它包括底板1、驱动电机2、底座3、 液压缸4、皮带5、顶杆6、带轮7、旋转摩擦挤压腔体8、脉动机构9、丝杆10、 齿轮座ll、齿轮12、驱动齿轮13、联轴器14，减速电机15，其特征是底板1 连接底座3，底板1上安装有驱动电机2，驱动电机2通过带轮7和皮带5旋 转摩擦挤压腔体8中的旋转轴转动，底座3上连接液压缸4，液压缸4通过顶 杆6连接旋转摩擦挤压腔体8，旋转摩擦挤压腔体8连接脉动机构9上的后退
5顶杆，后退顶杆可作脉动后退运动，脉动机构9本身可产生脉动运动，后退运 动由丝杆10产生，丝杆10径向固定，通过与之相配的齿轮12旋转带动丝杆10 作横向移动，齿轮12旋转由驱动齿轮13带动，驱动齿轮13安装在齿轮座11， 驱动齿轮13的轴通过联轴器14与减速电机15连接，齿轮12安装在齿轮座11 上。
如图2所示，本发明所述的旋转摩擦挤压形腔体，它包括活动腔盖16、冷 却水接口 17、旋转摩擦头18、固定腔体19、轴承组20、旋转轴21、轴承盖22、 连接板23、导向销24，其特征是固定腔体19和活动腔盖16通过导向销24相 互连接，并一起安装在连接板23上，固定腔体19开有冷却水接口 17，固定腔 体19内安装旋转轴21，旋转轴21上安有旋转摩擦头18，旋转轴21通过轴承 组20及轴承盖22与固定腔体19定位连接，旋转轴21连接带轮7，旋转轴21 连接带轮7，由驱动电机13带动作旋转运动。
如图3所示，本发明所述的脉动机构，它包括支撑座25、后退顶杆26、 偏心轴27、支座28、偏心轴座29、电机30、电机安装座31、导轨32，其特 征是支撑座25滑动连接导轨32，支撑座25底端安装有电机安装座31，电机 安装座31连接电机30，电机30连接偏心轴27，偏心轴27连接偏心轴座29， 偏心轴27活动连接后退顶杆26，后退顶杆26连接支座28，通过偏心轴27的 转动，产生后退顶杆26的脉冲运动。
权利要求
1、一种旋转挤压复合材料的装置，它包括底板、驱动电机、底座、液压缸、皮带、后退顶杆、带轮、旋转摩擦挤压腔体、脉动机构、丝杆、齿轮座、齿轮、联轴器、减速电机，其特征是底板连接底座，驱动电机也安装在底板上，驱动电机通过带轮和皮带连接驱动旋转摩擦挤压腔体中的旋转摩擦头，底座分别连接液压缸、旋转摩擦挤压腔体和脉动机构，液压缸上安装顶杆，顶杆截面与旋转摩擦挤压腔体的入口滑动配合连接，旋转摩擦挤压腔体的出口与后退顶杆相连，后退顶杆与脉动机构连接，脉冲机构连接丝杆，丝杆通过齿轮和联轴器连接减速电机，齿轮安装在齿轮座上。
2、 根据权利要求l所述的旋转挤压复合材料的装置，其特征是所述的旋 转摩擦挤压腔体包括活动腔盖、冷却水接口、旋转摩擦头、固定腔体、轴承组、 旋转轴、轴承盖、连接板、导向销，固定腔体和活动腔盖通过导向销相互定位， 并通过连接板将整个腔体安装在底座上，固定腔体开有冷却水接口，固定腔体 上安装旋转轴，旋转摩擦头安装在旋转轴上，旋转轴通过轴承组及轴承盖与固 定腔体定位连接，旋转轴连接带轮。
3、 根据权利要求1所述的旋转挤压复合材料的装置，其特征是所述的脉 动机构包括支撑座、后退顶杆、偏心轴、支座、偏心轴座、电机、电机安装座、 导轨，支撑座滑动连接导轨，支撑座底端安装有电机安装座，电机安装座连接 电机，电机连接偏心轴，偏心轴连接偏心轴座，偏心轴活动连接后退顶杆，后 退顶杆连接支座。
全文摘要
一种旋转挤压复合材料的装置，其特征是底板连接底座，驱动电机也安装在底板上，驱动电机通过带轮和皮带连接驱动旋转摩擦挤压腔体中的旋转摩擦头，底座分别连接液压缸、旋转摩擦挤压腔体和脉动机构，液压缸上安装顶杆，顶杆截面与旋转摩擦挤压腔体的入口滑动配合连接，旋转摩擦挤压腔体的出口与后退顶杆相连。本发明的技术效果是该装置结构紧凑，操作方便，适应性强，旋转摩擦头与固定腔体之间的相对位置及配合精度要求较高，装置设计了后退系统及脉动系统，在这两系统的协同作用下，后退顶杆能够实现直线移动与脉动的合运动，该运动形式对合成材料的性能大有帮助。
文档编号B21C23/21GK101637786SQ20091011574
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者刘鸽平, 柯黎明, 丽 邢, 陈玉华, 黄永德 申请人:南昌航空大学