專利名稱：旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料的裝置，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的 裝置。
背景技術(shù)：
新材料的研究、發(fā)展與應(yīng)用一直是當(dāng)代高新技術(shù)的重要內(nèi)容之一。其中 復(fù)合材料，特別是金屬基復(fù)合材料在新材料技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位。金屬 基復(fù)合材料對(duì)促進(jìn)世界各國(guó)軍用和民用領(lǐng)域的高科技現(xiàn)代化，起到了至關(guān)重要 的作用，因此倍受人們重視。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的制造方法的出現(xiàn)， 金屬基復(fù)合材料在各方面將有越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。
目前研究最較多的為輕金屬基復(fù)合材料。它們具有高比強(qiáng)度、高比模量 的特點(diǎn)，多應(yīng)用于宇航、航空和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。
金屬基復(fù)合材料的性能、特點(diǎn)、應(yīng)用和制造成本等在很大的程度上取決 于金屬基復(fù)合材料的制備工藝和方法。目前,金屬基復(fù)合材料的制備工藝和方
法可分為攪拌鑄造法、粉末冶金法、原位生成法、擠壓鑄造法和噴射成形法 等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用的范圍也不盡相同。如攪拌鑄造法對(duì)設(shè)備和工 藝的要求很高，同時(shí)高溫使得元素的蒸發(fā)，造成浪費(fèi)；粉末冶金法制得的復(fù)合 材料在室溫時(shí)延性差和加工性能不好，等等。
旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料法是一種新的合金化技術(shù)，該技術(shù)可以克服多種已有 制備技術(shù)的不足，如該技術(shù)可以避開(kāi)復(fù)雜的凝固過(guò)程；能形成高韌性的納米晶 結(jié)構(gòu)；能制備難融金屬的合金化以及非平衡相的生成，等。該技術(shù)是在攪拌摩 擦焊技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料法制備復(fù)合材料的裝置是一種全新的材料制備裝置，設(shè)計(jì)過(guò)程參照了攪拌摩擦焊的工作特點(diǎn)，并結(jié)合復(fù)合 材料制備的要求，增加了新的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了 -種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)緊 湊，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)。
本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它包括底板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、底座、液壓缸、皮帶、 后退頂桿、帶輪、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿、齒輪座、齒輪、聯(lián)軸 器、減速電機(jī)，其特征是底板連接底座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也安裝在底板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī) 通過(guò)帶輪和皮帶連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體中的旋轉(zhuǎn)摩擦頭，底座分別連接液 壓缸、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓缸上安裝頂桿，頂桿截面與旋轉(zhuǎn)摩 擦擠壓腔體的入口滑動(dòng)配合連接，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的出口與后退頂桿相連， 后退頂桿與脈動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，脈沖機(jī)構(gòu)連接絲桿，絲桿通過(guò)齒輪和聯(lián)軸器連接減 速電機(jī)，齒輪安裝在齒輪座上。
本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體，它包括活動(dòng)腔蓋、冷卻水接口、旋轉(zhuǎn)摩 擦頭、固定腔體、軸承組、旋轉(zhuǎn)軸、軸承蓋、連接板、導(dǎo)向銷，其特征是固定 腔體和活動(dòng)腔蓋通過(guò)導(dǎo)向銷相互定位，并通過(guò)連接板將整個(gè)腔體安裝在底座 上，固定腔體開(kāi)有冷卻水接口，固定腔體上安裝旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)摩擦頭安裝在旋 轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承組及軸承蓋與固定腔體定位連接，旋轉(zhuǎn)軸連接帶輪。
本發(fā)明所述的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括支撐座、后退頂桿、偏心軸、支座、偏心 軸座、電機(jī)、電機(jī)安裝座、導(dǎo)軌，其特征是支撐座滑動(dòng)連接導(dǎo)軌，支撐座底端 安裝有電機(jī)安裝座，電機(jī)安裝座連接電機(jī)，電機(jī)連接偏心軸，偏心軸連接偏心 軸座，偏心軸活動(dòng)連接后退頂桿，后退頂桿連接支座。
本發(fā)明的技術(shù)效果是該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)摩擦頭與固定腔體之間的的相對(duì)位置及配合精度要求較高，裝置設(shè)計(jì)了后退系統(tǒng)及 脈動(dòng)系統(tǒng)，在這兩系統(tǒng)的協(xié)同作用下，后退頂桿能夠?qū)崿F(xiàn)直線移動(dòng)與脈動(dòng)的合
運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)形式對(duì)合成材料的性能大有幫助。該裝置頂桿擠壓力在0 16MPa 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且旋轉(zhuǎn)摩擦頭的旋轉(zhuǎn)速度有720rpm、 1500 rpm、 2000 rpm 三種選擇，后退速度為3 50mm/min連續(xù)可調(diào)，脈動(dòng)頻率范圍為0 20Hz， 適應(yīng)不同復(fù)合材料的制備。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)擠壓形腔體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明脈動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中，1、底板2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、底座4、液壓缸5、皮帶6、頂桿7、 帶輪8、旋轉(zhuǎn)擠壓形腔體9、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10、絲桿11、齒輪座12、齒輪13、 驅(qū)動(dòng)齒輪14、聯(lián)軸器15,減速電機(jī)16、活動(dòng)腔蓋17、冷卻水接口 18、旋 轉(zhuǎn)摩擦頭19、固定腔體20、軸承組21、旋轉(zhuǎn)軸22、軸承蓋23、連接板24、 導(dǎo)向銷25、支撐座26、后退頂桿27、偏心軸28、支座29、偏心軸座30、 電機(jī)31、電機(jī)安裝座32、導(dǎo)軌
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它包括底板1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、底座3、 液壓缸4、皮帶5、頂桿6、帶輪7、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體8、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)9、絲桿10、 齒輪座ll、齒輪12、驅(qū)動(dòng)齒輪13、聯(lián)軸器14，減速電機(jī)15，其特征是底板1 連接底座3，底板1上安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過(guò)帶輪7和皮帶5旋 轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體8中的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，底座3上連接液壓缸4，液壓缸4通過(guò)頂 桿6連接旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體8，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體8連接脈動(dòng)機(jī)構(gòu)9上的后退
5頂桿，后退頂桿可作脈動(dòng)后退運(yùn)動(dòng)，脈動(dòng)機(jī)構(gòu)9本身可產(chǎn)生脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)，后退運(yùn) 動(dòng)由絲桿10產(chǎn)生，絲桿10徑向固定，通過(guò)與之相配的齒輪12旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿10 作橫向移動(dòng)，齒輪12旋轉(zhuǎn)由驅(qū)動(dòng)齒輪13帶動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪13安裝在齒輪座11， 驅(qū)動(dòng)齒輪13的軸通過(guò)聯(lián)軸器14與減速電機(jī)15連接，齒輪12安裝在齒輪座11 上。
如圖2所示，本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓形腔體，它包括活動(dòng)腔蓋16、冷 卻水接口 17、旋轉(zhuǎn)摩擦頭18、固定腔體19、軸承組20、旋轉(zhuǎn)軸21、軸承蓋22、 連接板23、導(dǎo)向銷24，其特征是固定腔體19和活動(dòng)腔蓋16通過(guò)導(dǎo)向銷24相 互連接，并一起安裝在連接板23上，固定腔體19開(kāi)有冷卻水接口 17，固定腔 體19內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)軸21，旋轉(zhuǎn)軸21上安有旋轉(zhuǎn)摩擦頭18，旋轉(zhuǎn)軸21通過(guò)軸承 組20及軸承蓋22與固定腔體19定位連接，旋轉(zhuǎn)軸21連接帶輪7，旋轉(zhuǎn)軸21 連接帶輪7，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)13帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
如圖3所示，本發(fā)明所述的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括支撐座25、后退頂桿26、 偏心軸27、支座28、偏心軸座29、電機(jī)30、電機(jī)安裝座31、導(dǎo)軌32，其特 征是支撐座25滑動(dòng)連接導(dǎo)軌32，支撐座25底端安裝有電機(jī)安裝座31，電機(jī) 安裝座31連接電機(jī)30，電機(jī)30連接偏心軸27，偏心軸27連接偏心軸座29， 偏心軸27活動(dòng)連接后退頂桿26，后退頂桿26連接支座28，通過(guò)偏心軸27的 轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生后退頂桿26的脈沖運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1、一種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，它包括底板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、底座、液壓缸、皮帶、后退頂桿、帶輪、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲桿、齒輪座、齒輪、聯(lián)軸器、減速電機(jī)，其特征是底板連接底座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也安裝在底板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)帶輪和皮帶連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體中的旋轉(zhuǎn)摩擦頭，底座分別連接液壓缸、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓缸上安裝頂桿，頂桿截面與旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的入口滑動(dòng)配合連接，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的出口與后退頂桿相連，后退頂桿與脈動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，脈沖機(jī)構(gòu)連接絲桿，絲桿通過(guò)齒輪和聯(lián)軸器連接減速電機(jī)，齒輪安裝在齒輪座上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，其特征是所述的旋 轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體包括活動(dòng)腔蓋、冷卻水接口、旋轉(zhuǎn)摩擦頭、固定腔體、軸承組、 旋轉(zhuǎn)軸、軸承蓋、連接板、導(dǎo)向銷，固定腔體和活動(dòng)腔蓋通過(guò)導(dǎo)向銷相互定位， 并通過(guò)連接板將整個(gè)腔體安裝在底座上，固定腔體開(kāi)有冷卻水接口，固定腔體 上安裝旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)摩擦頭安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承組及軸承蓋與固 定腔體定位連接，旋轉(zhuǎn)軸連接帶輪。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，其特征是所述的脈 動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支撐座、后退頂桿、偏心軸、支座、偏心軸座、電機(jī)、電機(jī)安裝座、 導(dǎo)軌，支撐座滑動(dòng)連接導(dǎo)軌，支撐座底端安裝有電機(jī)安裝座，電機(jī)安裝座連接 電機(jī)，電機(jī)連接偏心軸，偏心軸連接偏心軸座，偏心軸活動(dòng)連接后退頂桿，后 退頂桿連接支座。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)擠壓復(fù)合材料的裝置，其特征是底板連接底座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也安裝在底板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)帶輪和皮帶連接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體中的旋轉(zhuǎn)摩擦頭，底座分別連接液壓缸、旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓缸上安裝頂桿，頂桿截面與旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的入口滑動(dòng)配合連接，旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓腔體的出口與后退頂桿相連。本發(fā)明的技術(shù)效果是該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)摩擦頭與固定腔體之間的相對(duì)位置及配合精度要求較高，裝置設(shè)計(jì)了后退系統(tǒng)及脈動(dòng)系統(tǒng)，在這兩系統(tǒng)的協(xié)同作用下，后退頂桿能夠?qū)崿F(xiàn)直線移動(dòng)與脈動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)形式對(duì)合成材料的性能大有幫助。
文檔編號(hào)B21C23/21GK101637786SQ20091011574
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者劉鴿平, 柯黎明, 麗 邢, 陳玉華, 黃永德 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)