[实用新型]一种用于加工隧道槽的刀具和隧道槽加工装置

说明书

本实用新型公开了一种用于加工隧道槽的刀具和隧道槽加工装置，包括同轴设置的搅拌头、连接杆、搅拌针和铣刀，连接杆设置在搅拌头的顶端，搅拌针设置在搅拌头的底端，铣刀设置在搅拌针的底端，搅拌针的外径小于搅拌头底端外径且小于铣刀顶面外径，搅拌头底端端面形成上轴肩，铣刀顶端端面形成下轴肩，本申请将仅具有上轴肩的搅拌摩擦焊与铣刀相结合，使铣刀顶面作为下轴肩形成双轴肩结构，实现了加工时无需焊缝背部支撑的效果，避免了因背部支撑问题导致的未焊透或根部缺陷的问题，同时搅拌摩擦焊和铣刀相结合，一次加工，底部铣刀加工水道，顶部搅拌摩擦焊同时焊接，实现了隧道槽一次加工成型的效果。

技术领域

本实用新型涉及隧道槽加工技术领域，尤其是涉及一种用于加工隧道槽的刀具和隧道槽加工装置。

背景技术

水冷板作为散热降温的一种装置，包括基体和盖板，加工时，需要首先在基体上加工出水道空腔结构，然后将盖板焊接在水道空腔结构上方，形成隧道槽，加工过程分两步进行，导致加工效率低。

由于搅拌摩擦焊接具有接头质量高、焊接效率高、绿色环保、成本低等优点，因此在焊接盖板时通常使用搅拌摩擦焊进行焊接，搅拌摩擦焊一般包括搅拌头和设置在搅拌头底部的搅拌针，利用高速旋转的搅拌针与盖板摩擦产生的热量使盖板局部塑性化，当搅拌针沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在搅拌针的转动摩擦力作用下由搅拌针的前部流向后部，并在搅拌头底部轴肩的挤压下形成致密的固相焊缝，焊前为便于搅拌摩擦焊实施，在水道两侧会加工出一个工艺性台阶(一般不低于3mm)，通过基体和盖板的自支撑结构，实现搅拌摩擦焊背部的刚性固定要求，台阶太小在搅拌摩擦焊过程中容易出现盖板塌陷变形的问题，从而导致焊缝出现隧道、孔洞缺陷，因此相关技术中有一种双轴肩搅拌摩擦焊技术，是在搅拌针底部设置轴肩，利用搅拌头底部轴肩和搅拌针底部轴肩，两个轴肩分别作用于工件上下表面，与嵌入工件内部的搅拌针共同完成焊接过程，该方法无需焊缝背部支撑，不会产生未焊透或根部缺陷等问题，采用双轴肩搅拌摩擦焊技术，有效的解决了焊缝背部支撑问题。

虽然双轴肩搅拌摩擦焊接解决了焊缝背部支撑问题，但是隧道槽加工过程仍然需要分两步进行，工作效率依然无法得到提高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种用于加工隧道槽的刀具和隧道槽加工装置，实现了在解决焊缝背部支撑问题的同时，隧道槽加工仅需一步完成的效果。

本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型的第一方面提供的一种用于加工隧道槽的刀具，包括同轴设置的搅拌头、连接杆、搅拌针和铣刀，所述连接杆设置在所述搅拌头顶部，所述搅拌针设置在所述搅拌头底部，所述搅拌针外径小于所述搅拌头底端端面外径且小于所述铣刀顶端端面外径。

本实用新型提供的用于加工隧道槽的刀具，搅拌头底部位于搅拌头底部外边缘和搅拌针外边缘之间的部分为上轴肩，铣刀顶面位于铣刀外边缘和搅拌针外边缘之间形成下轴肩，加工时，刀具旋转，同时控制刀具由工件的上表面向下运动，铣刀钻入工件内，当上轴肩与工件表面接触时，停止向下移动，此时控制刀具沿所需加工隧道槽的方向移动，移动过程中，铣刀旋转，加工出水道，水道上方的工件位于搅拌针行进方向前侧的部分在搅拌针的摩擦下受热塑性化，在刀具不断向前移动的过程中，被塑性化的材料在搅拌针的转动摩擦力作用下由搅拌针的前侧流向后部，并在搅拌头底部的上轴肩和铣刀顶部的下轴肩的挤压下形成致密的固相焊缝，本申请将仅具有上轴肩的搅拌摩擦焊与铣刀相结合，使铣刀顶面作为下轴肩形成双轴肩结构，实现了加工时无需焊缝背部支撑的效果，避免了因背部支撑问题导致的未焊透或根部缺陷的问题，同时搅拌摩擦焊和铣刀相结合，一次加工，底部铣刀加工水道，顶部搅拌摩擦焊同时焊接，实现了隧道槽一次加工成型的效果。