[发明专利]一种浮动双轴肩双搅拌针的切削-搅拌摩擦焊接复合加工设备及其制造方法

权利要求书

1.一种浮动双轴肩双搅拌针切削-搅拌摩擦焊接联合加工设备，其特征在于，包括搅拌头本体(1)，上轴肩(4)和下轴肩(23)，位于上轴肩(4)下部的上搅拌针(3)和下轴肩(23)上部的下搅拌针(22)，弹簧(21)和螺栓(24)、搅拌头本体(1)与机床本体的夹持部分(18)连接，在上搅拌针(3)的下部具有自支撑、自适应、自稳定的切削系统，下轴肩(23)通过固定的螺栓(24)和压缩的弹簧(21)形成具有自适应功能的浮动轴肩系统，与上轴肩(4)、上搅拌针(3)、下搅拌针(22)和切削系统一起构成了浮动双轴肩双搅拌针的切削-搅拌摩擦焊接联合加工设备，该设备包含搅拌摩擦焊接系统、切削系统、强制冷却系统、气体保护系统、参数传感与监控系统和密封系统，是一种切削加工和搅拌摩擦焊接加工同时并行开展工作的联合或复合加工设备，此外，该设备还具有进行温度和压力检测与控制、气体保护、冷却液保护、自支撑浮动双轴肩自稳定和平衡功能；该设备能够用于有色金属、碳钢、不锈钢、低合金高强钢、复合材料的机械加工；该设备实现将传统的切削和焊接的多工序、多工位加工转变成一次加工近净成型的制造工艺，减少了制造周期和加工成本，具有高效、优质、稳定、节能的技术特点，突破了常规机械加工技术的局限性，形成了自稳定双轴肩双搅拌针切削-搅拌摩擦焊接并行联合制造加工的新方法，在采暖、空调、制冰、保鲜、制药、建筑、水产、食品行业具有广阔的工程应用。

2.根据权利要求1所述的一种浮动双轴肩双搅拌针切削-搅拌摩擦焊接联合加工设备，其特征在于：所述切削系统，包括设置于搅拌头本体(1)上、在上搅拌针(3)下部的切削刀头(2)，切削刀刃(9)，切削液通道(8)，切削刀头(2)与搅拌头本体(1)的连接体(5)；切削刀头(2)由圆柱形铣刀头，或T型槽铣刀头，或燕尾槽铣刀头，或三面刃铣刀头，或角度铣刀头，或键槽铣刀头，或锯片铣刀头，或成形铣刀头构成；切削刀头(2)采用可更换刀头的切削刀头，或采用固定刀头的切削头，或采用一个自支撑、可浮动、自适应的切削刀头；切削刀头(2)具有切削作用，切削刀头(2)的上表面作为双搅拌针中上搅拌针(3)的下支撑轴肩使用，切削刀头(2)的下表面作为双搅拌针中下搅拌针(22)的上支撑轴肩使用，因此，切削刀头(2)具有支撑上搅拌针(3)和下搅拌针(22)帮助实现切削-搅拌摩擦焊接的双重功能；切削刀头(2)与搅拌头本体(1)采用固定连接方式或者活动连接方式进行装配，当切削刀头(2)与搅拌头本体(1)采用活动连接方式时，切削刀头(2)通过螺纹或花键方式的连接体(5)与搅拌头本体(1)连接，当切削刀头(2)与搅拌头本体(1)采用固定连接方式时，切削刀头(2)、连接体(5)与搅拌头本体(1)通过整体加工方式或者焊接方式形成为一个整体；切削刀刃(9)为固定一体式，或者分体式，分体式切削刀刃(9)通过螺丝紧固方式、或者焊接方式、或者机械镶嵌方式将切削刀刃(9)与切削刀头(2)进行连接；切削刀头(2)位于上搅拌针(3)的下部、与搅拌头本体(1)成为一个整体，并且切削刀头(2)与搅拌头本体(1)、上搅拌针(3)一起以相同的速度旋转；切削刀头(2)内部具有刀头冷却液供应通道(8)，使冷却液能够到达切削部位，确保切削、脱屑、冷却过程状态良好，对工件(6)的切削过程正常进行。