專利名稱：銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及中空型腔近凈成型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械加工和焊接工程領域，特別是一種銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和封閉中空型腔結構的整體近凈成型快速制造方法。
背景技術：
1991年英國焊接研究所(TWI)的W. M. Thomas發(fā)明了攪拌摩擦焊技術，并在中國獲得了另一個專利內(nèi)容的授權(ZL95192193. 2)，這種來源于機械冷加工制造工藝、基于固相連接的新型焊接技術具有明顯的優(yōu)越性，使其成為近二十年內(nèi)在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展與廣泛工程應用的焊接技術之一。攪拌摩擦焊的工業(yè)應用主要集中在焊接領域，攪拌摩擦焊接技術在一些交叉領域的應用還比較少見。四周封閉的中間空心的型腔結構的工業(yè)使用十分廣泛，例如，采暖、空調(diào)、制冰、保鮮、制藥、建筑、水產(chǎn)、食品等行業(yè)最為典型的結構件都是由就是中間空心的型腔結構組成關鍵性的零部件。對于四周封閉的中間空心的型腔結構的傳統(tǒng)加工方法有以下幾種(1)型材，通過鑄造、軋制等加工方法制造出整體型材，或者部分型材，部分型材通過焊接方法連接成一個整體；(2)拼焊型板，通過焊接手段，將板材拼焊在一起，通過脹形等后序加工形成中空型腔結構，或者將板材-半型材焊接在一起，形成一個整體的中空型腔結構。這些傳統(tǒng)的加工方法有許多局限，如型材較重，適應性差，材料規(guī)格有限，焊接加工熱輸入大，焊接件變形嚴重。因此，采用整體實心材料或者試樣來加工制造出四周封閉的中間空心的型腔結構是比較困難的。但是，采用材料或者試樣來加工四周封閉的中間空心的型腔結構在產(chǎn)品性能上具有明顯的優(yōu)勢，例如，在制冰行業(yè)的制冰板加工，如果是整體材料，那么會因為材料均勻，使得制冰效率高，抗變形能力強，重量輕等優(yōu)勢，因此，如何采用現(xiàn)代機械制造方法和設備，使用整體實心材料或者試樣制造出四周封閉的中間空心的型腔結構，引起了制冷領域和機械制造領域科技工作者的高度關注，這也是目前所制冷技術發(fā)展所面臨的重要問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有四周封閉的中間空心的型腔結構制造技術和手段存在的上述不足，本發(fā)明采用一種銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和封閉中空型腔結構的整體近凈成型快速制造方法，該復合加工工具集銑削系統(tǒng)、攪拌摩擦焊接系統(tǒng)于一體，是一種銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程同時進行的聯(lián)合加工裝置，并具有氣體保護、冷卻液供應、可換刀頭、切削、攪拌摩擦焊接的綜合功能；銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置應用于大尺寸整體材料內(nèi)部中空的封閉型腔的整體近凈成型加工，能夠快速制造出所需要的內(nèi)部中空的封閉型腔結構，并且滿足零部件的強度要求，減少加工工序，節(jié)約材料和制造成本，廣泛應用于采暖、空調(diào)、制冰、保鮮、制藥、建筑、水產(chǎn)、食品行業(yè)。本發(fā)明的技術方案是一種銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置，由攪拌摩擦焊接系統(tǒng)和銑削系統(tǒng)構成，攪拌摩擦焊接系統(tǒng)包括攪拌頭本體，位于攪拌頭本體下部的軸肩，攪拌
4針和氣體保護系統(tǒng)，銑削系統(tǒng)包括銑刀頭，冷卻液供應系統(tǒng)和可換刀頭系統(tǒng)；這是一種集銑削和攪拌摩擦焊接功能于一體的復合加工裝置，能夠同時進行銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程，在氣體保護、冷卻液保護、可換刀頭系統(tǒng)輔助條件下，對工件進行切削-焊接并行聯(lián)合加工，構成一種內(nèi)部封閉的中空型腔結構，形成此類零部件的一種整體近凈成型快速制造方法。中空型腔近凈成型方法，使用如前所述的銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置；首先將工件進行預處理，包括清理、預應力處理、表面納米化處理、潔凈和干燥處理，然后用夾具將工件固定在攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺上，使工件待加工部位的背面位于攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺的凹槽部位，使其懸空；在待加工工件的側面先行加工出一個“T”形槽，使“T”形槽的不通端位于工件的中部，“T”形槽的不通端尺寸與銑刀頭的外徑相匹配，“T”形槽的上部開口端位于工件表面，其尺寸與攪拌針的直徑相匹配；使用銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置，將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置安裝于“T”形槽中，并使切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置的軸肩下表面與工件的上表面壓緊，切削-攪拌摩擦復合加工裝置的銑刀頭位于“T”形槽下部的不通端，這樣就在“T”形槽上端的開口部分形成攪拌摩擦焊接加工方式，而在“T”形槽下部形成銑削加工方式；根據(jù)封閉的中空型腔結構三維設計要求，利用切削-攪拌摩擦復合加工裝置，對工件同時并列進行切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造過程，這樣在工件上表面留下攪拌摩擦焊縫，起到焊合封閉作用，從而使工件中部形成密閉的內(nèi)部空心通道，在工件的另一側面將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置引出，從而完成具有內(nèi)部封閉的中空型腔結構零部件的整體近凈成型與快速加工制造。所述的切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造中空型腔近凈成型方法的工藝參數(shù)為，主軸旋轉速度為40(Tl0000r/min，加工速度為2(T800mm/min，攪拌頭的壓力為100N 60KN，保護氣體流量為5 40L/min，板厚6 100mm。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置以及中空型腔近凈成型方法，所述氣體保護系統(tǒng)包括安裝在攪拌頭本體后側面緊靠軸肩和工件位置的保護氣體噴管，從保護氣體噴管中噴出的保護氣體介質(zhì)，起到保護和冷卻焊縫后部的高溫金屬，避免焊縫金屬氧化，防止晶粒長大，實現(xiàn)焊縫的優(yōu)質(zhì)密封連接；所述冷卻液供應系統(tǒng)是一個噴水管，用于將環(huán)保型切削冷卻液引入到銑刀頭附近，使冷卻液到達內(nèi)部空腔體內(nèi)，并使每個刀片槽都有冷卻液供應，采用冷卻液能夠獲得最佳的性能并確保良好的排屑作用，實現(xiàn)銑刀頭對工件的銑削作用；所述的可換刀頭系統(tǒng)，銑刀頭與攪拌頭本體在攪拌針的下端是通過螺紋連接的，該螺紋能夠保證銑刀頭在使用過程中不會松動，而是保持緊固狀態(tài)，銑刀頭可以更換，因此，能夠通過更換不同尺寸和類型的銑刀頭來適應不同中空型腔結構的需要，銑刀頭同時也起到雙軸肩自支撐穩(wěn)定的作用。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置或中空型腔近凈成型方法，用于船用制冰領域；或用于超市保鮮領域；或用于禽類加工領域；或用于肉類加工領域；或用于面包餅干糕點加工領域；或用于乳品生產(chǎn)領域；或用于冰蓄能領域；或用于混凝土降溫領域；或用于化工染料領域；或用于核電站領域；或用于軍事艦艇領域；或用于釀酒工業(yè)領域；或用于蔬果保鮮領域；或用于礦井降溫領域。用于鋁合金材料加工，或用于鎂合金材料加工，或用于不銹鋼材料加工，或用于鈦合金材料加工，或用于銅合金材料加工，或用于碳鋼材料加工，或合金鋼加工，或非金屬材
5料的加工，或復合材料的加工。用于制冰板制造，或用冷凝板制造，或用于蒸發(fā)板制造，或用于片冰機制造，或用于板冰機制造，或用于冷凝器制造，或用于蒸發(fā)器制造，或用于速凍設備的制造，或用于制冰設備的制造，或用于蒸發(fā)設備的制造，或用于冰蓄能設備的制造，或用于空調(diào)設備的制造，或采暖設備的制造。用于蛇形流道結構的制造，或蜂窩流道結構的制造，或桶狀結構的制造，或板片狀結構的制造。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用氦氣、或氬氣、或氮氣、或二氧化碳氣體，或兩元混合氣體，或多元混合氣體，進行區(qū)域保護。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用表面帶造型攪拌針，或有螺旋刃面的攪拌針，或采用不帶造型攪拌針，或圓柱形的攪拌針，或圓柱形的攪拌針。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用高速鋼材料的銑刀頭，或硬質(zhì)合金材料的銑刀頭，或PCBN銑刀頭，或復合陶瓷材料的銑刀頭，或有涂層的銑刀頭。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用高速鋼材料的攪拌頭，或硬質(zhì)合金材料的攪拌頭，或PCBN攪拌頭，或復合陶瓷材料的攪拌頭，或有涂層的攪拌頭。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用整體式銑刀頭，或鑲嵌合金式銑刀頭，或螺旋齒銑刀頭，或直齒銑刀頭，或斜齒銑刀頭，或錯齒銑刀頭。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，既采用可換銑刀頭的切削-攪拌摩擦焊接復合工具，又能采用固定銑刀頭的切削-攪拌摩擦焊接復合工具。銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，能夠加工四周封閉的中空型腔結構的截面為正方形，或長方形，或梯形，或鼓形，或圓形，或燕尾形。本發(fā)明突破焊接技術和機械切削加工技術相互分離的技術局限性，將切削技術和焊接技術結合起來，解決了要在試樣中部形成中空型腔結構進行切削加工時需要在試樣表面開口無法形成封閉的技術難題，采用的銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和方法，使得試樣在中部切削形成空腔的同時，在空腔上部將開口縫合，這樣就形成了封閉的中空型腔，并且借助攪拌摩擦焊接的技術特點，形成固相焊縫，減少熱輸入，降低焊接變形，消除了熔化焊接帶來的一系列問題，在機械加工制造領域和焊接領域開創(chuàng)了一種全新的加工制造方法，并且具有鮮明的技術應用背景，在固相焊接領域和機械制造領域開拓新發(fā)展研究方向和應用范圍。本發(fā)明具有如下優(yōu)點。1.本發(fā)明提供了一種新型的攪拌頭和切削頭復合的加工工具，該加工工具集銑削-攪拌摩擦焊接等多項重要功能于一體，是一種集成式的新型結構的機械加工工具，使用成本低、壽命長，通過多種控制手段解決攪拌摩擦焊接區(qū)溫度過高、金屬氧化的問題，能夠在滿足強度的條件下，減小焊接殘余應力、減小焊接變形，減輕自身重量，極大地降低了特殊結構的生產(chǎn)制造成本，提高了效率，滿足產(chǎn)品的使用要求，實現(xiàn)了高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的四周封閉的中間空心的型腔結構及其關鍵零部件的制造過程，是一種綠色制造和可持續(xù)發(fā)
6展模式。2.采用銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和方法，加工完成后不需要對工件表面、中空流道內(nèi)部進行復雜的清理，本發(fā)明制造的中空型腔結構，具有最終合理的結果和形狀，能夠使中空型腔結構中的介質(zhì)流動均勻，介質(zhì)流動阻力小，熱交換率高，減小了焊接工序、提高了制造效益、減小了對環(huán)境的污染、增加了利潤，能夠在滿足強度技術指標的條件下，減少型材的加工制造工序，提高單位體積內(nèi)的容積率，節(jié)約材料、能源和人力，這是一種新型的中空型腔結構及其零部件的整體加工近凈成型的創(chuàng)新方法和技術。3.采用整體實心厚板材料代替薄板材料焊接后的脹形結構，能夠提高中空型腔結構整體強度和抗變形能力，減小熔化焊接殘余應力、降低焊接變形，提高了零部件的整體強度，提高了零部件的耐蝕性和表面質(zhì)量，在使用過程中提高了其抗熱力沖擊和疲勞的能力，從而提高具有該種結構零部件的使用壽命。4.采用切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造新方法和裝置代替電阻焊、激光焊等方法制造中空型腔結構零部件，使得焊接溫度低，焊接熱輸入少，產(chǎn)生的焊接殘余應力小，焊接殘余變形小，整體近凈成型，制造加工生產(chǎn)效率高，不需要特殊的后序加工與清理工序，不需要其他填充材料，材料生產(chǎn)加工的適應性好、產(chǎn)品質(zhì)量高、易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程，在生產(chǎn)加工過程中無煙塵、輻射、飛濺、噪音及弧光等有害物質(zhì)產(chǎn)生，對環(huán)境無污染，對操作工人無危害。5.四周封閉的中空型腔的內(nèi)表面的粗糙度、加工質(zhì)量和精度，可以通過銑削工具進行精確控制，通過中空型腔的的粗糙度，可以提高了中空型腔的換熱效果，采用切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造方法和裝置，近凈整體成型中空型腔結構，其零部件的最終內(nèi)部形狀易于控制，適應性強，能夠制造多種截面形狀的中空型腔，式介質(zhì)流動均勻，流動阻力小，生產(chǎn)效果好。6.本發(fā)明適用金屬、非金屬以及復合材料加工，應用范圍十分廣泛，例如建筑、核電、軍艦、水產(chǎn)、食品、制冷等行業(yè)，可以使用傳統(tǒng)的T型銑刀的結構作為設計本發(fā)明切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置中銑刀頭部分的結構，以及可以使用傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊接頭結構作為設計本發(fā)明切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置中的攪拌頭部分的結構，銑刀頭可以更換，并且本發(fā)明切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置中的銑刀頭部分具有傳統(tǒng)的雙軸肩自支撐攪拌摩擦焊接技術的特征和作用，本發(fā)明拓展了攪拌摩擦焊接和機械加工技術及其工程應用領域。


圖1切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置主示圖。圖2切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置側示圖。圖3中空型腔結構的加工剖面圖。圖中，1.攪拌頭本體；2.銑刀頭；3.攪拌針；4.軸肩；5.可換刀頭系統(tǒng)；6.攪拌摩擦焊縫；7.中空型腔結構；8.工件。
具體實施例方式本發(fā)明主要包含一種銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和封閉中空型腔結構的
7整體近凈成型快速制造方法，該復合加工工具集銑削系統(tǒng)、攪拌摩擦焊接系統(tǒng)于一體，是一種銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程同時進行的聯(lián)合加工裝置，并具有氣體保護、冷卻液供應、可換刀頭、切削、攪拌摩擦焊接的綜合功能。下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置，由攪拌摩擦焊接系統(tǒng)和銑削系統(tǒng)構成，攪拌摩擦焊接系統(tǒng)包括攪拌頭本體1，位于攪拌頭本體1下部的軸肩4，攪拌針3和氣體保護系統(tǒng)，銑削系統(tǒng)包括銑刀頭2，冷卻液供應系統(tǒng)和可換刀頭系統(tǒng)5。這是一種集銑削和攪拌摩擦焊接功能于一體的復合加工裝置，能夠同時進行銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程，在氣體保護、冷卻液保護、可換刀頭系統(tǒng)輔助條件下，對工件8進行切削-焊接并行聯(lián)合加工，構成一種內(nèi)部封閉的中空型腔結構7，形成此類零部件的一種整體近凈成型快速制造方法。中空型腔近凈成型方法，使用如圖1和圖2所示的銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置；首先將工件8進行預處理，包括清理、預應力處理、表面納米化處理、潔凈和干燥處理，然后用夾具將工件8固定在攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺上，使工件8待加工部位的背面位于攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺的凹槽部位，使其懸空；在待加工工件8的側面先行加工出一個“T”形槽，使“T”形槽的不通端位于工件8的中部，“T”形槽的不通端尺寸與銑刀頭2的外徑相匹配，“T”形槽的上部開口端位于工件表面，其尺寸與攪拌針3的直徑相匹配；使用銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置，將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置安裝于“T”形槽中，并使切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置的軸肩4下表面與工件8的上表面壓緊，切削-攪拌摩擦復合加工裝置的銑刀頭2位于“T”形槽下部的不通端，這樣就在“T”形槽上端的開口部分形成攪拌摩擦焊接加工方式，而在“T”形槽下部形成銑削加工方式；根據(jù)封閉的中空型腔結構7三維設計要求，利用切削-攪拌摩擦復合加工裝置，對工件8同時并列進行切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造過程，這樣在工件8上表面留下攪拌摩擦焊縫6，起到焊合封閉作用，從而使工件8中部形成密閉的內(nèi)部空心通道，在工件8的另一側面將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置引出，從而完成具有內(nèi)部封閉的中空型腔結構7零部件的整體近凈成型與快速加工制造。所述的切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造中空型腔近凈成型方法的工藝參數(shù)為，主軸旋轉速度為40(Tl0000r/min，加工速度為2(T800mm/min，攪拌頭的壓力為100N 60KN，保護氣體流量為5 40L/min，板厚6 100mm，攪拌針和銑刀頭的尺寸根據(jù)待加工工件的具體尺寸和技術要求而進行合適的選擇。實施例一。下述實施例是按照本發(fā)明提供的方法和設備來實施的，但并不意味著是對本發(fā)明保護范圍的限制。參見圖1、圖2和圖3所示，鎂合金中空型腔蒸發(fā)板的制造加工。160鎂合金整體厚板材料，其尺寸為長1. 2m、寬0. Sm、厚15mm，采用切削-攪拌攪拌摩擦焊接復合加工裝置，攪拌頭和銑刀頭的材料為高速鋼，攪拌針直徑為4. 2mm，攪拌針上有螺紋刃口，銑刀頭外徑為16mm，銑刀頭厚度為7mm，復合加工制造工藝參數(shù)為，攪拌頭和銑刀頭的旋轉速度為1200-1800r/min,焊接速度為100-120mm/min，攪拌摩擦焊接采用氬氣為保護氣體，其流量為30L/min，采用水基環(huán)保型銑削液進行銑削加工。
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實際加工制造時，因根據(jù)不同結構設計和技術要求，用途和使用環(huán)境，確定需要使用的切削-攪拌攪拌摩擦焊接復合工具以及加工制造工藝，采用本發(fā)明提供的設備和方法，應綜合考慮各種加工制造工藝參數(shù)的合理匹配，并且需要對主要工藝參數(shù)進行優(yōu)化，可保證高效、優(yōu)質(zhì)、低成本、新型中空型腔結構零部件近凈成型的切削-攪拌攪拌摩擦焊接復合加工制造過程的實施。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。
權利要求
1.銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置，其特征在于，由攪拌摩擦焊接系統(tǒng)和銑削系統(tǒng)構成，攪拌摩擦焊接系統(tǒng)包括攪拌頭本體(1)，位于攪拌頭本體(1)下部的軸肩(4)，攪拌針(3)和氣體保護系統(tǒng)，銑削系統(tǒng)包括銑刀頭(2)，冷卻液供應系統(tǒng)和可換刀頭系統(tǒng)(5)；這是一種集銑削和攪拌摩擦焊接功能于一體的復合加工裝置，能夠同時進行銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程，在氣體保護、冷卻液保護、可換刀頭系統(tǒng)輔助條件下，對工件(8)進行切削-焊接并行聯(lián)合加工，構成一種內(nèi)部封閉的中空型腔結構(7)，形成此類零部件的一種整體近凈成型快速制造方法。
2.中空型腔近凈成型方法，其特征在于使用如權力要求1所述的銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置；首先將工件(8)進行預處理，包括清理、預應力處理、表面納米化處理、潔凈和干燥處理，然后用夾具將工件(8)固定在攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺上，使工件(8)待加工部位的背面位于攪拌摩擦焊機“T”型槽工作平臺的凹槽部位，使其懸空；在待加工工件(8)的側面先行加工出一個“T”形槽，使“T”形槽的不通端位于工件(8)的中部，“T”形槽的不通端尺寸與銑刀頭(2)的外徑相匹配，“T”形槽的上部開口端位于工件表面，其尺寸與攪拌針(3)的直徑相匹配；使用銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置，將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置安裝于“T”形槽中，并使切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置的軸肩(4)下表面與工件(8)的上表面壓緊，切削-攪拌摩擦復合加工裝置的銑刀頭(2)位于“T”形槽下部的不通端，這樣就在“T”形槽上端的開口部分形成攪拌摩擦焊接加工方式，而在“T”形槽下部形成銑削加工方式；根據(jù)封閉的中空型腔結構(7)三維設計要求，利用切削-攪拌摩擦復合加工裝置，對工件(8)同時并列進行切削-攪拌摩擦焊接復合加工制造過程，這樣在工件(8)上表面留下攪拌摩擦焊縫(6)，起到焊合封閉作用，從而使工件(8)中部形成密閉的內(nèi)部空心通道，在工件(8)的另一側面將切削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置引出，從而完成具有內(nèi)部封閉的中空型腔結構(7)零部件的整體近凈成型與快速加工制造；所述的切削-攪拌摩擦焊復合加工制造中空型腔近凈成型方法的工藝參數(shù)為，主軸旋轉速度為40(Tl0000r/min，加工速度為2(T800mm/min，攪拌頭的壓力為100N 60KN，保護氣體流量為5 40L/min，板厚6 100mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置，以及根據(jù)權利要求2所述的中空型腔近凈成型方法，其特征在于所述氣體保護系統(tǒng)包括安裝在攪拌頭本體(1)后側面緊靠軸肩(4)和工件(8)位置的保護氣體噴管，從保護氣體噴管中噴出的保護氣體介質(zhì)，起到保護和冷卻焊縫后部的高溫金屬，避免焊縫金屬氧化，防止晶粒長大，實現(xiàn)焊縫(6)的優(yōu)質(zhì)密封連接；所述冷卻液供應系統(tǒng)是一個噴水管，用于將環(huán)保型切削冷卻液引入到銑刀頭(2)附近，使冷卻液到達內(nèi)部空腔體內(nèi)，并使每個刀片槽都有冷卻液供應，采用冷卻液能夠獲得最佳的性能并確保良好的排屑作用，實現(xiàn)銑刀頭(2)對工件(8)的銑削作用；所述的可換刀頭系統(tǒng)(5)，銑刀頭(2)與攪拌頭本體(1)在攪拌針(3)的下端是通過螺紋連接的，該螺紋能夠保證銑刀頭(2)在使用過程中不會松動，而是保持緊固狀態(tài)，銑刀頭(2)可以更換，因此，能夠通過更換不同尺寸和類型的銑刀頭(2)來適應不同中空型腔結構的需要，銑刀頭(2)同時也起到雙軸肩自支撐穩(wěn)定的作用。
4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置或中空型腔近凈成型方法，其特征在于用于船用制冰領域；或用于超市保鮮領域；或用于禽類加工領域；或用于肉類加工領域；或用于面包餅干糕點加工領域；或用于乳品生產(chǎn)領域；或用于冰蓄能領域；或用于混凝土降溫領域；或用于化工染料領域；或用于核電站領域；或用于軍事艦艇領域；或用于釀酒工業(yè)領域；或用于蔬果保鮮領域；或用于礦井降溫領域；用于鋁合金材料加工，或用于鎂合金材料加工，或用于不銹鋼材料加工，或用于鈦合金材料加工，或用于銅合金材料加工，或用于碳鋼材料加工，或合金鋼加工，或非金屬材料的加工，或復合材料的加工；用于制冰板制造，或用冷凝板制造，或用于蒸發(fā)板制造，或用于片冰機制造，或用于板冰機制造，或用于冷凝器制造，或用于蒸發(fā)器制造，或用于速凍設備的制造，或用于制冰設備的制造，或用于蒸發(fā)設備的制造，或用于冰蓄能設備的制造，或用于空調(diào)設備的制造，或采暖設備的制造；用于蛇形流道結構的制造，或蜂窩流道結構的制造，或桶狀結構的制造，或板片狀結構的制造；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用氦氣、或氬氣、或氮氣、或二氧化碳氣體，或兩元混合氣體，或多元混合氣體，進行區(qū)域保護；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用表面帶造型攪拌針，或有螺旋刃面的攪拌針，或采用不帶造型攪拌針，或圓柱形的攪拌針，或圓柱形的攪拌針；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用高速鋼材料的銑刀頭，或硬質(zhì)合金材料的銑刀頭，或PCBN銑刀頭，或復合陶瓷材料的銑刀頭，或有涂層的銑刀頭；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用高速鋼材料的攪拌頭，或硬質(zhì)合金材料的攪拌頭，或PCBN攪拌頭，或復合陶瓷材料的攪拌頭，或有涂層的攪拌頭；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，采用整體式銑刀頭，或鑲嵌合金式銑刀頭，或螺旋齒銑刀頭，或直齒銑刀頭，或斜齒銑刀頭，或錯齒銑刀頭；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，既采用可換銑刀頭的切削-攪拌摩擦焊接復合工具，又能采用固定銑刀頭的切削-攪拌摩擦焊接復合工具；銑削-攪拌摩擦焊復合加工裝置及其中空型腔近凈成型方法，能夠加工四周封閉的中空型腔結構的截面為正方形，或長方形，或梯形，或鼓形，或圓形，或燕尾形。
全文摘要
本發(fā)明公開了銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置和封閉中空型腔結構的整體近凈成型快速制造方法，該復合加工工具集銑削系統(tǒng)、攪拌摩擦焊接系統(tǒng)于一體，是一種銑削加工過程和攪拌摩擦焊接過程同時進行的聯(lián)合加工裝置，并具有氣體保護、冷卻液供應、可換刀頭、切削、攪拌摩擦焊接的綜合功能；銑削-攪拌摩擦焊接復合加工裝置應用于大尺寸整體材料內(nèi)部中空的封閉型腔的整體近凈成型加工，能夠快速制造出所需要的內(nèi)部中空的封閉型腔結構，并且滿足零部件的強度要求，減少加工工序，節(jié)約材料和制造成本，廣泛應用于采暖、空調(diào)、制冰、保鮮、制藥、建筑、水產(chǎn)、食品行業(yè)。
文檔編號B23P23/02GK102390017SQ20111022407
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權日2011年8月5日
發(fā)明者王穎, 羅鍵 申請人:羅鍵