一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置

1.本实用新型涉及搅拌摩擦加工领域，尤其是一种能防止搅拌摩擦材料氧化的技术，具体地说是一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置。


背景技术：

2.搅拌摩擦加工是利用搅拌头的剧烈搅拌作用，使加工区材料发生剧烈塑性变形、混合、破碎和热暴露，实现材料微观组织细化、致密化和均匀化的一种新型加工方法，常用于镁、铝、铜等金属材料的连接、微观组织改性、复合材料制备等。在搅拌摩擦加工时，加工表面温度较高且与空气直接接触，易造成加工表面被氧化，影响材料表面的加工性能。防止空气与搅拌摩擦加工表面的直接接触是保证搅拌摩擦加工表面性能的重要措施，为了实现该目的，需要设计一种搅拌摩擦加工表面隔氧装置。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有的搅拌摩擦加工过程中加工表面易被氧化的问题，设计一种能防止氧化发生的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：它包括叶片、引流罩、输气管道和气罐：引流罩安装在主轴台阶上，搅拌头伸出引流罩的下端，叶片安装在搅拌头上并同步转动，气罐通过输气管道与引流罩相连。
6.所述的叶片中设有螺纹内孔、圆锥内孔和圆柱内孔，所述引流罩的上方凸缘处设有安装孔，凸缘下方的侧面有进气孔，所述输气管道一端接入进气孔，另一端接入阀门，所述阀门连接到气罐中。
7.所述叶片采用搅拌头上部的刀柄锥面进行轴向定位，所述叶片的圆锥内孔的锥度与刀柄锥面的锥度相同，所述叶片的圆柱内孔的直径与刀柄圆柱面的直径相同，所述刀柄圆柱面上有定位螺纹孔，所述叶片采用定位螺栓将其固定在定位螺纹孔上进行周向定位。
8.所述引流罩为自上向下收缩的圆柱形状，引流罩下方的收缩口直径大于搅拌头的直径，收缩口的下端面高于搅拌头轴肩的高度，所述引流罩安装在主轴台阶上，所述主轴台阶上有内螺纹孔，所述内螺纹孔在圆周方向上的数量不少于2个，并且均匀分布，所述引流罩和主轴台阶采用固定螺栓紧固。
9.所述输气管道两端有外螺纹并且管道为软管。
10.所述阀门两端为内螺纹连接。
11.所述气罐中装有惰性气体。
12.对板材进行搅拌摩擦加工时，首先打开阀门，气罐中的惰性气体通过阀门、输气管道输送到引流罩中并逐渐聚集到叶片附件，随后启动搅拌摩擦加工设备，搅拌头主轴高速旋转并带动叶片转动，使惰性气体从引流罩中抽出输送到搅拌头附近，排开搅拌头周围的空气，达到隔氧的目的。
13.本实用新型的有益效果是 :
14.1、本实用新型充分利用了搅拌摩擦设备自身的结构特点，采用主轴刀柄锥面处的锥面对叶片进行轴向定位，采用定位螺栓对叶片进行周向定位，定位方式简单、可靠，便于装卸。
15.2、叶片固定在主轴刀柄锥面上随搅拌头同轴转动，搅拌摩擦加工处的惰性气体进气量可以根据搅拌头的转速自动调节，能够按需输送惰性气体实现隔氧的目的，减少惰性气体的浪费。
16.3、惰性气体的出口处设在搅拌头周围，搅拌摩擦加工时能够有效排开搅拌头加工区附近的空气，使搅拌摩擦加工位置始终处在惰性气体的氛围中，能够起到稳定的隔氧效果。
附图说明
17.图1是本实用新型搅拌摩擦加工同轴隔氧装置的整体结构示意图。
18.图2是本实用新型叶片结构示意图。
19.图3是本实用新型搅拌摩擦加工同轴隔氧装置的安装效果图。
20.图中：1输气管道、2阀门、3气罐、4进气孔、5主轴台阶、6内螺纹孔、7刀柄锥面、8定位螺纹孔、9刀柄圆柱面、10搅拌头、11定位螺栓、12叶片、12-1螺纹内孔、12-2圆锥内孔、12-3圆柱内孔、13引流罩、14安装孔、15固定螺栓、16板材、17夹具底板。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案更加直观明了，下面结合附图及实施例对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“左方”、“侧面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“搅拌摩擦加工”应做广义理解，例如，可以是搅拌摩擦连接加工，也可以是搅拌摩擦表面改性加工等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.如图1-3所示。
25.一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，如图1所示，主要包括叶片12、引流罩13、输气管道1、阀门2和气罐3。在搅拌摩擦加工之前，首先将板材16装夹在夹具底板17中，然后将叶片12安装到主轴刀柄锥面7上，叶片12的结构示意图如图2所示，叶片中有圆锥内孔12-2和圆柱内孔12-3，圆锥内孔12-2的锥度与刀柄锥面7的锥度相同，圆柱内孔12-3的直径与刀柄圆柱面9的直径相同，叶片12以刀柄锥面7进行轴向定位，刀柄圆柱面9和叶片12上分别有定位螺纹孔8和螺纹内孔12-1，将定位螺栓11旋进螺纹内孔12-1和定位螺纹孔8中，实现叶片12的周向定位，叶片12随搅拌头10同步转动。
26.叶片12安装完成之后，将引流罩13套在主轴台阶5（不转）上，引流罩13上方的凸缘
处和主轴台阶5上分别有安装孔14和内螺纹孔6，随后利用固定螺栓15将引流罩13和主轴台阶5紧固在一起。所述安装孔14和内螺纹孔6在圆周方向上均匀布置2个。所述引流罩13下方收缩口的直径大于搅拌头10的直径，并且收缩口的下端面高于搅拌头轴肩的高度。
27.随后将输气管道1连接到引流罩13左侧的进气孔4和阀门2中，阀门2与气罐3相连，气罐3中装有惰性气体，惰性气体可以为氮气。
28.搅拌摩擦加工时，首先打开阀门2，气罐3中的惰性气体通过输气管道1进入到引流罩13中，随后启动主轴使搅拌头10高速旋转，同时带动叶片12旋转，将引流罩13中的惰性气体输送到搅拌头10周围，往下吹动的流动惰性气体将搅拌头10周围的空气排开，实现将空气与搅拌摩擦加工位置隔开的目的。安装完成之后的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置如图3所示。
29.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
30.本实用新型未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。


技术特征：
1.一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：它包括叶片（12）、引流罩（13）、输气管道（1）和气罐（3）：引流罩（13）安装在主轴台阶（5）上，搅拌头（10）伸出引流罩（13）的下端，叶片（12）安装在搅拌头上并同步转动，气罐（3）通过输气管道（1）与引流罩（13）相连。2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述的叶片（12）中设有螺纹内孔（12-1）、圆锥内孔（12-2）和圆柱内孔（12-3），所述引流罩（13）的上方凸缘处设有安装孔（14），凸缘下方的侧面有进气孔（4），所述输气管道（1）一端接入进气孔（4），另一端接入阀门（2），所述阀门（2）连接到气罐（3）中。3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述叶片（12）采用搅拌头（10）上部的刀柄锥面（7）进行轴向定位，所述叶片（12）的圆锥内孔（12-2）的锥度与刀柄锥面（7）的锥度相同，所述叶片（12）的圆柱内孔（12-3）的直径与刀柄圆柱面（9）的直径相同，所述刀柄圆柱面（9）上有定位螺纹孔（8），所述叶片（12）采用定位螺栓（11）将其固定在定位螺纹孔（8）上进行周向定位。4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述引流罩（13）为自上向下收缩的圆柱形状，引流罩（13）下方的收缩口直径大于搅拌头（10）的直径，收缩口的下端面高于搅拌头轴肩的高度，所述引流罩（13）安装在主轴台阶（5）上，所述主轴台阶（5）上有内螺纹孔（6），所述内螺纹孔（6）在圆周方向上的数量不少于2个，并且均匀分布，所述引流罩（13）和主轴台阶（5）采用固定螺栓（15）紧固。5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述输气管道（1）两端有外螺纹并且管道为软管。6.根据权利要求2所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述阀门（2）两端为内螺纹连接。7.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征在于：所述气罐（3）中装有惰性气体。

技术总结
一种搅拌摩擦加工同轴隔氧装置，其特征是：它包括叶片、引流罩、输气管道、阀门、气罐等，所述叶片安装在搅拌摩擦设备的主轴刀柄锥面处，利用主轴刀柄锥面自身的锥面进行轴向定位，采用螺栓进行周向定位，所述引流罩安装在搅拌摩擦设备的主轴台阶处，所述输气管道连接引流罩和阀门，所述阀门连接输气管道和气罐，所述气罐中装有惰性气体。搅拌摩擦加工时，首先打开阀门，气罐中的惰性气体通过输气管道输送到引流罩中，由于主轴旋转，带动叶片转动，使引流罩中的惰性气体输送到搅拌头附近，排开搅拌头周围的空气，实现隔氧的目的。本实用新型结构简单，便于装卸，搅拌摩擦加工时具有稳定的隔氧效果。的隔氧效果。的隔氧效果。


技术研发人员：葛小乐 宋娓娓 姜迪 汪洪峰 刘胜荣 董旗 蒲家飞
受保护的技术使用者：黄山学院
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2022/1/11