CN103223553A - 一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头 - Google Patents

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陈书锦
卢阿丽
芦笙
杨代立
刘川
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Abstract

本发明公开了一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，包括搅拌针、上轴肩和下轴肩，所述上轴肩和下轴肩的侧壁分别设有多个定位螺孔，并分别套在搅拌针的上部和下部，所述上轴肩和下轴肩的两外端的搅拌针上分别配设有可以上下旋动的紧固螺母。本发明中搅拌针与上、下轴肩完全分体设计，若长期使用造成搅拌针或上、下轴肩损坏，可轻松替换部件，而不至于废弃整个装置；通过调节上轴肩或下轴肩双向调节轴肩间距，调节余量大，操作灵活；实用性强，可变度高，可以满足不同板厚焊接材料的搅拌摩擦焊焊接，有效优化焊接质量。

Description

一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头
技术领域
本发明属于技术材料加工焊接技术领域，尤其涉及搅拌摩擦焊接机摩擦头。
背景技术
双轴肩自支撑技术是一种新型的搅拌摩擦焊焊接方式，是传统搅拌摩擦焊技术的新发展。双轴肩搅拌摩擦焊焊接时，上、下轴肩、搅拌针同时旋转并与工件摩擦生热，在强烈的摩擦、搅拌作用之下，焊缝金属发生塑化，并被旋转挤压至搅拌摩擦头后侧，从而形成焊缝。
现有的同轴双肩搅拌摩擦头的设计在大部分情况下，上轴肩、下轴肩和搅拌针不是完全分体设计的，往往是搅拌针与上轴肩一体，或上轴肩、下轴肩和搅拌针三位一体。这样易造成如下缺点：(1)由于搅拌针与轴肩不独立，如果搅拌针或轴肩单方面损坏后，整个搅拌摩擦头装置都必须重新制作，浪费材料；(2)轴肩与搅拌针不完全独立，在调节有效间距以适应板厚时，只能单方向调节间距，灵活性较低。
在已有的上轴肩、下轴肩和搅拌针分体设计的方案中，如专利(申请号：201210044981.0；公开号：CN102528275A)提出的下轴肩、搅拌针、上轴肩的分体设计，搅拌针与下轴肩一体，且必须依靠专门的搅拌针提升装置改变上轴肩与搅拌针轴向相对位移，这使双轴肩搅拌摩擦头结构复杂，成本较高。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种结构紧凑、实用的双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，包括搅拌针、上轴肩和下轴肩，所述上轴肩和下轴肩的侧壁分别设有多个定位螺孔，并分别套在搅拌针的上部和下部，所述上轴肩和下轴肩的两外端的搅拌针上分别配设有可以上下旋动的紧固螺母。
进一步改进，还包括套筒，该套筒的上部设有夹持头，下部内部设有凹形空腔，通过该凹形空腔与上轴肩形成间隙配合的连接，且该凹形空腔侧壁还设有键槽。
作为优选，所述上轴肩的侧壁设有平台，定位螺孔设在该平台上。
进一步的，所述键槽还配有键，该键的直径小于键槽长度，且该键上海设有螺纹孔。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：搅拌针与上、下轴肩完全分体设计，若长期使用造成搅拌针或上、下轴肩损坏，可轻松替换部件，而不至于废弃整个装置；通过调节上轴肩或下轴肩双向调节轴肩间距，调节余量大，操作灵活；实用性强，可变度高，可以满足不同板厚焊接材料的搅拌摩擦焊焊接，有效优化焊接质量。
附图说明
图1为本发明所述分体式双轴肩搅拌摩擦头的结构示意图；
图2为本发明所述上轴肩的结构示意图；
图3为本发明所述套筒的结构示意图；
图4为本发明所述键的结构示意图。
其中，搅拌针1、上轴肩2、下轴肩3、紧固螺母4、定位螺孔5、套筒6、夹持头7、凹形空腔8、键槽9、键10、平台11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1～4所示，一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，包括搅拌针1、上轴肩2、下轴肩3和套筒6，所述上轴肩2和下轴肩3分别套在搅拌针1的上部和下部，并在上轴肩2和下轴肩3外端的搅拌针1上套设紧固螺母4，该紧固螺母4与搅拌针1上对应的螺纹配合并能在通过旋入和旋出实现上下移动，从而可以调整上轴肩2和下轴肩3之间的距离，实现不同厚度的被焊工件的加紧。其中上轴肩2和下轴肩3与搅拌针1之间均为间隙配合。其中上轴肩2的侧壁设有平台11，该平台11设有3个定位螺孔5，从而确定上轴肩2相对搅拌针1的位置，所述下轴肩3也同样设有2个定位螺孔5，对下轴肩3进行固定。所述套筒6上部设有夹持头7，下部内部设有凹形空腔8，通过该凹形空腔8与上轴肩2形成间隙配合的连接，且该凹形空腔8侧壁还设有键槽9。
当搅拌摩擦头组装完毕后，将搅拌摩擦头的上轴肩2装进套筒6内的凹形空腔8后，将键10装入键槽9内，使用紧定螺钉依次旋入键10上的螺纹孔和定位螺孔5中预留的部分，即可阻止搅拌摩擦头相对于套筒6相对旋转，由于键10的长度小于键槽9的长度，搅拌摩擦头可以相对套筒6轴向小范围地上下移动。
最后，通过搅拌摩擦焊机的卡盘和套筒6上的夹持头7，将本发明搅拌摩擦头装上搅拌摩擦焊机。
本发明中提出的搅拌摩擦头与搅拌摩擦焊焊机连接顺序如下：
1、按照上述方法组装搅拌摩擦头。
2、当搅拌摩擦头组装完毕后，将搅拌摩头的上轴肩2装进套筒6内的凹形空腔8后，将键10装入键槽9内，使用紧定螺钉依次旋入键10上的螺纹孔、上定位螺纹孔（由于上定位螺孔5与搅拌针1连接时的所用的紧定螺钉没入螺纹孔，能预留一部分螺纹），即可阻止搅拌摩擦头相对于套筒6相对旋转，由于键10的长度小于键槽9的长度，搅拌摩擦头可以相对套筒6在轴向小范围移动。
3、通过搅拌摩擦焊机的卡盘、套筒6上的夹持头7，可将套筒6、搅拌摩擦头装上搅拌摩擦焊机。
进一步地，采用上述搅拌摩擦头进行搅拌摩擦焊焊接的流程如下：
完成分体式可双向调节间距的双轴肩搅拌摩擦头的组装，参考附图1，将搅拌针1与上轴肩2、下轴肩3通过紧定螺钉和紧固螺母4进行组装固定，轴肩间的间距依照焊接试板的厚度决定，允许存在微差。
将组装好的搅拌摩擦头装上套筒6，并用键10固定，固定完成后，将套筒6的夹持头7伸入焊机机头的卡盘内，夹紧固定。
固定试样材料，将试焊板材放在焊接平台11上，通过专用夹具夹紧固定。
对焊接位置进行定位，并对双轴肩间的距离进行最后调整，调整焊接机头的位置，使得焊接试板正好能够伸入搅拌摩擦头预留的有效间距，通过调整下轴肩3的位置来调整有效焊接距离，使得上、下轴肩3能与实验板材完全贴合。
调整焊接参数，根据已有的焊接工艺正式开始焊接。

Claims (4)

1.一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：包括搅拌针、上轴肩和下轴肩，所述上轴肩和下轴肩的侧壁分别设有多个定位螺孔，并分别套在搅拌针的上部和下部，所述上轴肩和下轴肩的两外端的搅拌针上分别配设有可以上下旋动的紧固螺母。
2.根据权利要求1所述双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：还包括套筒，该套筒的上部设有夹持头，下部内部设有凹形空腔，通过该凹形空腔与上轴肩形成间隙配合的连接，且该凹形空腔侧壁还设有键槽。
3.根据权利要求2所述双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述上轴肩的侧壁设有平台，定位螺孔设在该平台上。
4.根据权利要求2所述双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述键槽还配有键，该键的直径小于键槽长度，且该键上还设有螺纹孔。
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