[发明专利]蛇形流道制冰板整体近净成型加工制造方法

摘要

本发明公开了一种蛇形流道制冰板结构及其整体近净成型加工制造方法，传统的蛇形流道制冰板由两块薄钢板，通过熔化焊接，然后压力胀形而成；由于蛇形流道制冰板的焊道多、分布密，熔化焊接热输入较大，容易产生较大的残余应力，导致蛇形流道制冰板熔化焊接胀形加工后及其使用过程中容易发生变形和翘曲，从而影响到生产效率和制冰效果，严重时导致制冰机无法正常工作，必须停止生产，进行维修或更换。而采用铝合金整体厚度板材料，通过搅拌摩擦复合加工制造方法近净成型，能有效地解决蛇形流道制冰板焊接残余应力、变形和翘曲问题，使冷媒流动均匀、通畅、制冰良好，并提高了蛇形流道制冰板的热交换能力，减少加工工序，节约成本，特别适用于船舶运输领域对于制冰机的特殊要求，对于节能、资源友好的可持续经济发展具有十分重要的意义。

主权项

蛇形流道制冰板整体近净成型加工制造方法，其特征在于，制冰板结构由本体（1）、进口管（2）、出口管（3）和内部空心流道（4）构成；制冰板采用铝合金整体厚板材料，通过同时进行的切削‑搅拌摩擦焊接复合加工制造方法，整体近净成型为蛇形流道制冰板，进口管（2）和出口管（3）分别放置于铝合金厚板内部空心流道（4）的两端，使用焊接方法将进口管（2）、出口管（3）与铝合金制冰板本体（1）相连接，进口管（2）、出口管（3）与内部空心流道（4）一起形成冷却介质的流动通道，无需通过模具、高压胀形工艺和其它焊接工序，使得蛇形流道制冰板整体近净成型；铝合金蛇形流道制冰板整体近净成型加工制造方法包括以下步骤：步骤A. 按结构设计要求，选取长度、宽度和厚度尺寸符合工程要求的铝合金厚板进行加工和处理：对铝合金厚板材进行预处理，施加预应力，增强整体强度，并对铝合金厚板材的表面进行清洁和干燥处理，然后将铝合金厚板放置于水平加工工作台面上，并保证铝合金厚板待加工区域的下表面垫实、不落空，使用夹具将铝合金厚板整体固定；步骤B.在铝合金厚板本体（1）侧面的进口管（2）安放部位先行加工出一个“凸”形槽，“凸”形槽的上部（5）开口于铝合金厚板本体（1）上表面，“凸”形槽的下部（6）位于铝合金厚板本体（1）侧面中部，将切削‑搅拌摩擦焊接复合工具安装于“凸”形槽中；使切削‑搅拌摩擦焊接复合工具的搅拌针位于“凸”形槽的上部（5），并将切削‑搅拌摩擦焊接复合工具的搅拌摩擦焊接轴肩下表面与铝合金厚板本体（1）的上表面压紧，在“凸”形槽的上部（5）形成搅拌摩擦焊接加工方式；而切削‑搅拌摩擦复合工具的铣削刀位于“凸”形槽的下部（6），在“凸”形槽的下部（6）形成立铣削侧面切削加工方式；根据流道设计要求，利用切削‑搅拌摩擦焊接复合工具，同时进行切削‑搅拌摩擦焊接复合加工制造的方式，对制冰板本体（1）的蛇形流道进行顺序加工，在铝合金制冰板本体（1）形成内部空心流道（4），而同时在铝合金制冰板本体（1）上表面被使用的搅拌摩擦焊接方式进行了密封焊合，最后，在铝合金厚板本体（1）侧面的出口管（3）安放部位引出切削‑搅拌摩擦复合工具，从完成铝合金制冰板蛇形流道的整体近净成型；步骤C.将进口管（2）和出口管（3）安置于铝合金制冰板本体（1）内部空心流道（4）的两端，并采用焊接方法将进口管（2）和出口管（3）与铝合金制冰板本体（1）密封相连；步骤D. 按设计要求检测蛇形流道制冰板的密封性能和强度指标，最终完成蛇形流道铝合金制冰板的加工制造。