[实用新型]一种船用螺旋桨的搅拌摩擦加工工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌摩擦加工工具，特别涉及一种船用螺旋桨的搅拌摩擦加工工具，属于船用螺旋桨加工的技术领域。

背景技术

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1000MPa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。

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。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种船用螺旋桨的搅拌摩擦加工工具，该加工工具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。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种船用螺旋桨的搅拌摩擦加工工具，包括轴肩，其中，所述轴肩的端部设有三个沿轴肩轴向延伸的搅拌针，三个所述搅拌针呈“品”字形分布，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，所述搅拌部为三个圆弧段形成的闭合曲面。

上述的船用螺旋桨的搅拌摩擦加工工具，其中，所述相邻搅拌针之间的夹角α为120°。

本实用新型的有益效果：

本实用新型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

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的搅拌针的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。