一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具。
【背景技术】
[0002]我国早已成为世界第一造船大国，正在向造船强国发展。目前我国造船总吨位数稳居世界第一。随着海洋时代的到来，船舶运输行业正处于跨越式的发展的重要阶段，需要大量高性能船舶，且对船舶及其零部件质量的要求也越来越高。因此，对于螺旋桨材料的力学性能、抗空蚀性能的重要性体现也越实用新型显。螺旋桨在船舶推进过程中，不断产生空泡，空泡产生的负压爆裂对螺旋桨表面产生高达几百MPa到IOOOMPa脉冲应力，在海水腐蚀、空泡剥蚀与应力腐蚀的交互作用下，螺旋桨桨叶会大大缩短使用寿命甚至发生断裂。长期以来，空泡剥蚀、海水腐蚀与应力腐蚀被认为是不易被解决的问题，很多研究机构从推进系统的结构角度出发，从结构入手解决空泡剥蚀问题，但一直效果不佳，没能解决螺旋桨的空泡剥蚀问题。自上世纪六十年代起，国外研制Cr-Ni-Mo系不锈钢、Fe-Mn-Al合金、金属陶瓷、Ti-Ni合金等耐海水腐蚀、抗空泡剥蚀的材料，但很少见有用作螺旋桨材料的铜合金。国内外有学者对金属材料表面镀铬处理，通过极化曲线研究发现腐蚀阻力为母材7?8倍，使用寿命提高2?6倍，在Ni-Al青铜螺旋桨材料进行堆焊，激光熔覆方法形成铜合金螺旋桨材料的抗空蚀涂层保护，但很多工艺与方法对重达几百公斤甚至几十吨的螺旋桨应用受到制约与限制。根据有关文献查阅，从上世纪八十年代，国外国内一些学者对螺旋桨材料表面喷涂、表面改性工作进行了较详细的研究，获得了有益的试验结果，但未对实体螺旋桨进行应用研究。但这些研究都比较早，都没能很好的解决螺旋桨的表面性能问题。
[0003]搅拌摩擦焊接是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。加工工具设计是摩擦焊接技术的核心，而选用合适的加工工具是实现高品质焊接的关键。搅拌摩擦焊的实质是搅拌针与被焊材料之间发生热-机作用并形成接头，搅拌针在此过程中直接承受热载、力载及摩擦磨损。现有技术中的搅拌摩擦加工工具包括轴肩和搅拌针，所述搅拌针安装在所述轴肩一端，该结构的搅拌摩擦加工工具由于搅拌针为单独的，使用时容易磨损，且由于接触面积有限，因此，加工效率较低。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对以上弊端提供一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，通过多根特殊设计的搅拌针，可进行有效搅拌，提升搅拌效率，改善使用效果。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0006]—种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，包括轴肩，所述轴肩设有多个搅拌针，其特征在于，所述搅拌针数量为六个，在所述轴肩的端部沿轴肩轴向延伸，所述搅拌针分为两个搅拌针组，包括第一搅拌针组与第二搅拌针组，所述第一、第二搅拌针组各有三个所述搅拌针，所述第一，第二搅拌针组呈轴对称分布;所述搅拌针的一端插入所述轴肩内，另一端延伸在所述轴肩外，所述搅拌针延伸在轴肩外的端部设有搅拌部，所述搅拌部包括第一搅拌部与第二搅拌部，所述第一搅拌部数量为四个，呈圆弧形结构，分布在所述搅拌针西周，所述第二搅拌部数量为四个，分布在所述第一搅拌部连接处，所述第一搅拌部与第二搅拌部依次间隔相连，形成闭合的曲面。
[0007]上述一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，其中，所述第一搅拌针组与第二搅拌针组，每组内相邻搅拌针所成夹角为45度。
[0008]相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
[0009]采用两组搅拌针组，增加搅拌针的个数，可大幅度提高与软化材料的接触面积，提高搅拌效率，且搅拌针组采取对称的方式分布，可实现均匀搅拌，改善搅拌效果。
[0010]通过搅拌头的几何形状的设计，使轴肩端部下方的软化材料受到向内方向的力的作用，从而有利于将轴肩端部下方形成的软化材料收集到轴肩端面的中心以添充搅拌针后方所形成的空腔，同时需减少摩擦加工过程中搅拌头内部的应力集中而保护搅拌针，从而，延长了本实用新型的使用寿命。
【附图说明】
[0011]图I为本实用新型的结构示意图。
[0012]图2为本实用新型的X向示意图。
[0013]图3为本实用新型的搅拌针的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]为了解决上述技术问题，一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，包括轴肩I，所述轴肩I设有多个搅拌针2，其特征在于，所述搅拌针2数量为六个，在所述轴肩I的端部沿轴肩I轴向延伸，所述搅拌针2分为两个搅拌针组3、4，包括第一搅拌针组3与第二搅拌针组4，所述第一、第二搅拌针组3、4各有三个所述搅拌2，所述第一，第二搅拌针组3、4呈轴对称分布;所述搅拌针2的一端插入所述轴肩I内，另一端延伸在所述轴肩I外，所述搅拌针2延伸在轴肩I外的端部设有搅拌部21、22，所述搅拌部21、22包括第一搅拌部21与第二搅拌部22，所述第一搅拌部21数量为四个，呈圆弧形结构，分布在所述搅拌针2西周，所述第二搅拌部22数量为四个，分布在所述第一搅拌部21连接处，所述第一搅拌部21与第二搅拌部22依次间隔相连，形成闭合的曲面。所述第一搅拌针组3与第二搅拌针组4，每组内相邻搅拌针2所成夹角为45度。
[0016]相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
[0017]采用两组搅拌针组，增加搅拌针的个数，可大幅度提高与软化材料的接触面积，提高搅拌效率，且搅拌针组采取对称的方式分布，可实现均匀搅拌，改善搅拌效果。
[0018]通过搅拌头的几何形状的设计，使轴肩端部下方的软化材料受到向内方向的力的作用，从而有利于将轴肩端部下方形成的软化材料收集到轴肩端面的中心以添充搅拌针后方所形成的空腔，同时需减少摩擦加工过程中搅拌头内部的应力集中而保护搅拌针，从而，延长了本实用新型的使用寿命。
[0019]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，包括轴肩，所述轴肩设有多个搅拌针，其特征在于，所述搅拌针数量为六个，在所述轴肩的端部沿轴肩轴向延伸，所述搅拌针分为两个搅拌针组，包括第一搅拌针组与第二搅拌针组，所述第一、第二搅拌针组各有三个所述搅拌针，所述第一，第二搅拌针组呈轴对称分布;所述搅拌针的一端插入所述轴肩内，另一端延伸在所述轴肩外，所述搅拌针延伸在轴肩外的端部设有搅拌部，所述搅拌部包括第一搅拌部与第二搅拌部，所述第一搅拌部数量为四个，呈圆弧形结构，分布在所述搅拌针西周，所述第二搅拌部数量为四个，分布在所述第一搅拌部连接处，所述第一搅拌部与第二搅拌部依次间隔相连，形成闭合的曲面。2.如权利要求I所述的一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，其特征在于，所述第一搅拌针组与第二搅拌针组，每组内相邻搅拌针所成夹角为45度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高性能船用螺旋桨制造专用搅拌摩擦加工工具，包括轴肩，轴肩设有多个搅拌针，其特征在于，搅拌针数量为六个，在轴肩的端部沿轴肩轴向延伸，搅拌针分为两个搅拌针组，包括第一搅拌针组与第二搅拌针组，第一、第二搅拌针组各有三个搅拌针，第一，第二搅拌针组呈轴对称分布；搅拌针的一端插入轴肩内，另一端延伸在轴肩外，搅拌针延伸在轴肩外的端部设有搅拌部，搅拌部包括第一搅拌部与第二搅拌部，第一搅拌部呈圆弧形结构，分布在搅拌针西周，第二搅拌部分布在第一搅拌部连接处，第一搅拌部与第二搅拌部依次间隔相连，形成闭合的曲面。通过多根特殊设计的搅拌针，可进行有效搅拌，提升搅拌效率，改善使用效果。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN205147579
【申请号】CN201520940323
【发明人】宋宝, 徐高峰, 王湘来, 陈永道
【申请人】镇江同舟螺旋桨有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月24日