CN105562921B - 一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，包括上轴肩、下轴肩和搅拌针，所述上轴肩与上轴肩套固定连接，搅拌针的一端依次穿过上轴肩套和上轴肩后与下轴肩连接，所述搅拌针的两端分别设有第一键槽和第二键槽，在上轴肩套的顶端设有上位键槽，在下轴肩的底端设有下位键槽，上位键槽与上轴肩套顶端连通，下位键槽与下轴肩底端连通，在第一键槽和上位键槽中安装有上位键，在第二键槽和下位键槽中设有下位键。本发明的一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，安装和拆卸方便，而且通过调整上位键和下位键的长度改变上下轴间距，抗震性好。

Description

一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头
技术领域
本发明涉及一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，涉及金属材料加工领域。
背景技术
双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin Tool Friction Stir Welding，简称BTFSW)是近年来继搅拌摩擦焊之后衍生出来的焊接技术。双轴肩搅拌摩擦焊除了具有普通搅拌摩擦焊技术的优点外，还可以焊接具有复杂形状的中空构件；另外，由于双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头刚度较大，故可以承受较大的焊接载荷焊接较厚的工件，在航空、航天、船舶、列车、电力和重型兵器等方面得到成功应用，然而当前双轴肩搅拌摩擦头依然存在着不稳定、难拆卸的问题。
搅拌针与上轴肩采用一体式连接时，上轴肩更换困难并且在搅拌头的制作成本相对较高。专利(201310157518.1)提出一种分体式双轴肩搅拌摩擦焊是通过螺栓卡在搅拌针的台阶内同时利用上下螺母夹紧达到上下轴肩固定，这种可以单独更换上下轴肩和搅拌针的搅拌头从一定程度上降低了搅拌头的成本，但是在焊接过程中由于剧烈震动上下螺母松动导致上下轴间距发生变化；专利(201420119570.8)提出一种搅拌摩擦焊接用双轴肩搅拌头，在固定上下轴肩的问题上也采用螺母固定，没有解决由于震荡导致螺母松动的问题。
可见，采用双轴肩搅拌摩擦焊时，存在着一下几个问题：(1)上下轴肩采用螺母紧固，当机械振动严重时导致螺母松动上下轴间距变化使得扭矩变化，最终导致搅拌针折断；(2)搅拌针与轴肩的紧固是通过螺栓卡在搅拌针的台阶内，这种固定方式并不稳定上下轴肩会旋转错开；(3)双轴肩搅拌头的安装容易而拆卸困难，经常出现螺栓卡死现象。因此提出一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，安装和拆卸方便，而且通过调整上位键和下位键的长度改变上下轴间距，抗震性好。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，包括上轴肩、下轴肩和搅拌针，所述上轴肩与上轴肩套固定连接，搅拌针的一端依次穿过上轴肩套和上轴肩后与下轴肩连接，所述搅拌针的两端分别设有第一键槽和第二键槽，在上轴肩套的顶端设有上位键槽，在下轴肩的底端设有下位键槽，上位键槽与上轴肩套顶端连通，下位键槽与下轴肩底端连通，在第一键槽和上位键槽中安装有上位键，在第二键槽和下位键槽中设有下位键。
作为优选，所述上轴肩设有凸台，上轴肩套设有与凸台配合的凹槽，凸台与上轴肩套通过螺钉固定。
作为优选，所述第一键槽的长度大于上位键槽的长度。
作为优选，所述第二键槽的长度不小于下位键槽的长度。
作为优选，所述上轴肩套的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与上位键槽连通，在螺纹孔中安装有第一调节螺钉。
作为优选，所述下轴肩的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与下位键槽连通，在螺纹孔中安装有第二调节螺钉。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)上下轴肩之间的间距是由上位键和下位键的键长调节，这种调节方式简单可靠；
(2)上轴肩和下轴肩安装快捷方便，大大降低了工作时间；
(3)上轴肩和下轴肩配合紧密，精度高、稳定性好；
(4)防震效果好，不会因为震动导致上下轴肩间距发生变化；
(5)上轴肩和下轴肩损坏时仅需更换小部分材料，大大提高材料的利用率，使得双轴肩搅拌摩擦焊更绿色环保。
附图说明
图1为双轴肩搅拌摩擦头结构示意图；
图2为上轴肩套结构示意图；
图3为上轴肩结构示意图；
图4为搅拌针结构示意图；
图5为下轴肩结构示意图。
其中，1-上轴肩套；2-上位键；3-搅拌针；4-上轴肩；5-下轴肩；6-下位键；1-1为下轴肩套通孔；1-2为上位键槽；1-3为方形槽；1-4为辅助螺纹孔、1-5为搅拌头固定平台、1-6为上轴肩定位螺纹孔1-6；4-1为上轴肩通孔；4-2为上轴肩方头；4-3为上轴肩辅助孔；4-4为上轴肩定位孔；3-1为第一键槽；3-2为搅拌针螺旋线；3-3为第二键槽；5-1为下轴肩通孔；5-2下位键槽。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明的一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，包括上轴肩4、下轴肩5和搅拌针3，所述上轴肩4与上轴肩套1固定连接，搅拌针3的一端依次穿过上轴肩套1和上轴肩4后与下轴肩5连接，所述搅拌针3的两端分别设有第一键槽3-1和第二键槽3-3，在上轴肩套1的顶端设有上位键槽1-2，在下轴肩5的底端设有下位键槽5-2，上位键槽1-2与上轴肩套1顶端连通，下位键槽5-2与下轴肩5底端连通，在第一键槽3-1和上位键槽1-2中安装有上位键2，在第二键槽3-3和下位键槽5-2中设有下位键6。
在本发明中，所述上轴肩4设有凸台，凸台为上轴肩4方头4-2，上轴肩套1设有与凸台配合的凹槽，凸台与上轴肩套1通过螺钉固定。所述第一键槽3-1的长度大于上位键槽1-2的长度，所述第二键槽3-3的长度不小于下位键槽5-2的长度。所述上轴肩套1的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与上位键槽1-2连通，在螺纹孔中安装有第一调节螺钉。所述下轴肩5的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与下位键槽5-2连通，在螺纹孔中安装有第二调节螺钉。
如图2所示，上轴肩套1的结构包括：上轴肩套通孔1-1、上位键槽1-2、方形槽1-3、辅助螺纹孔1-4、搅拌头固定平台1-5、上轴肩定位螺纹孔1-6。
如图3所示，上轴肩结构包括：上轴肩通孔4-1、上轴肩方头4-2、上轴肩辅助孔4-3；上轴肩定位孔4-4；上轴肩通孔4-1的直径与上轴肩套通孔1-1的直径相等。
请参照图2、图3，上轴肩套通孔1-1的直径略微大于搅拌针3的直径，从而使搅拌针能顺畅插入或拔出；上位键槽1-2用于放入上位键2；方形槽1-3的形状大小与上轴肩方头4-2一致，确保上轴肩方头4-2能与之配合；辅助螺纹孔1-4、搅拌头固定平台1-5用于固定搅拌头整体，使用固定键就可以把搅拌头的整体安装于搅拌摩擦焊机机头上；上轴肩定位螺纹孔1-6与上轴肩定位孔4-4相对应，通过螺钉使上轴肩套1与上轴肩4紧密的固定在一起，这种结构易于更换上轴肩4；与以往的双轴肩搅拌摩擦头相比，这样的设计节省上轴肩套的材料。
如图4所示，搅拌针结构包括：第一键槽、为搅拌针螺旋3-2、第二键槽。凹陷的第一键槽3-1与上位键2、上位键槽1-2配合，用于限制上轴肩套1相对搅拌针3的Y+方向的位移，同时也能阻止搅拌针3相对上轴肩4的相对旋转；搅拌针螺旋线3-2用于搅动焊接区域金属；第二键槽3-3，由于该部分的键是大小固定不用于调换的，所以该槽的大小与下轴肩的键长大小可以相等。
如图5所示，下轴肩5的结构包括：下轴肩通孔5-1、下位键槽5-2。下轴肩通孔5-1与上轴肩通孔直径大小相同，用于穿过搅拌针3；下位键槽5-2用于安放下位键6，通过下位键6与下位键槽5-2达到固定搅拌针3和下轴肩5的目的，限制下轴肩5沿着搅拌针3的Y-方向的位移、同时阻止下轴肩5相对搅拌针3旋转。
在本发明中，搅拌针的轴线为Y方向，靠近上轴肩的为Y轴正向，靠近下轴肩的Y轴负向。
本发明的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头组装的流程：
Step1：清点各部分构件，区分定位键和固定键；
Step1：将上轴肩方头4-2插入方形槽1-3中，使上轴肩定位螺纹孔1-6与上轴肩定位孔4-4相对应，并用螺钉旋入1-6和4-4；使下方的辅助螺纹孔1-4与上轴肩辅助孔4-3相对应；
Step2：将搅拌针3按照从下至上的方向，依次穿过上轴肩4和上轴肩套1，并使第一键槽3-1暴露在上轴肩套1的上方；
Step3：将上位键2贴紧第一键槽3-1，向下缓缓抽动搅拌针4，使上位键2完全进入上位机定位槽1-2，在搅拌针3不能继续相对上轴肩4在Y-向移动，旋紧进入上轴肩定位螺纹孔1-6与上轴肩定位孔4-4的螺钉，使之顶住搅拌针3；
Step4：按照由上至下的方向。将搅拌针3穿过下轴肩5，并使第二键槽3-3暴露在下轴肩5的下方；
Step5：将下位键6贴紧第二键槽3-3，向上缓缓抽动搅拌针3，使下位键6进入下位键槽5-2内，直至搅拌针3不能继续相对下轴肩5在Y+向移动为止；
Step6：此时双轴肩搅拌摩擦头的组装过程结束。
本发明的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头拆卸的流程：
Step1：沿着搅拌针轴向向上推动下轴肩5，使下位键6完全暴露在下轴肩5的下方，取出下位键6；
Step2：沿着Y-方向推动下轴肩5，取下下轴肩5；
Step3：旋出安装在上轴肩定位螺纹孔1-6与上轴肩定位孔4-4的螺钉，沿着Y-向下推动上轴肩4，退出下轴肩4；
Step4：沿着Y-方向推动上轴肩套1，使上位键2完全暴露在上轴肩套1的上方，取下上位键2；
Step5：沿着Y+方向，退出上轴肩套1。
由上可知，选择不同长度的上位键2和下位键6，即可调整上轴肩4和下轴肩5之间的间距。而且，上轴肩4和下轴肩5的安装和拆卸均方便，效果高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：包括上轴肩、下轴肩和搅拌针，所述上轴肩与上轴肩套固定连接，搅拌针的一端依次穿过上轴肩套和上轴肩后与下轴肩连接，所述搅拌针的两端分别设有第一键槽和第二键槽，在上轴肩套的顶端设有上位键槽，在下轴肩的底端设有下位键槽，上位键槽与上轴肩套顶端连通，下位键槽与下轴肩底端连通，在第一键槽和上位键槽中安装有上位键，在第二键槽和下位键槽中设有下位键。
2.根据权利要求1所述的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述上轴肩设有凸台，上轴肩套设有与凸台配合的凹槽，凸台与上轴肩套通过螺钉固定。
3.根据权利要求1所述的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述第一键槽的长度大于上位键槽的长度。
4.根据权利要求1所述的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述第二键槽的长度不小于下位键槽的长度。
5.根据权利要求1所述的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述上轴肩套的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与上位键槽连通，在螺纹孔中安装有第一调节螺钉。
6.根据权利要求1所述的卡扣式双轴肩搅拌摩擦头，其特征在于：所述下轴肩的侧面设有螺纹孔，螺纹孔与下位键槽连通，在螺纹孔中安装有第二调节螺钉。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108723577A (zh) * 2018-06-19 2018-11-02 湖南文理学院 一种摩擦焊专用螺纹搅拌头
CN108568590B (zh) * 2018-06-28 2020-05-19 航天工程装备（苏州）有限公司 一种具有自撑式结构的搅拌摩擦焊用静止轴肩及焊接方法
CN110834143A (zh) * 2019-11-11 2020-02-25 航天工程装备（苏州）有限公司 一种半浮动式多轴肩搅拌工具及方法
CN112935517A (zh) * 2021-01-26 2021-06-11 山东大学 一种搅拌摩擦焊用分体式搅拌头的工装夹具及装夹方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2922796B1 (fr) * 2007-10-29 2010-04-02 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositif de soudage a double epaulement et actionneur unique et procede de soudage de pieces par friction malaxage
CN201519838U (zh) * 2009-07-22 2010-07-07 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种搅拌摩擦焊的回抽装置
CN101982284B (zh) * 2010-11-04 2012-06-27 哈尔滨工业大学 可伸缩轴肩摩擦预热搅拌摩擦塞补焊方法及其焊具
CN103223553A (zh) * 2013-04-28 2013-07-31 江苏科技大学 一种双向可调间距的分体式双轴肩搅拌摩擦头
CN203343611U (zh) * 2013-06-03 2013-12-18 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种搅拌摩擦焊接用搅拌头
CN203778960U (zh) * 2014-03-18 2014-08-20 上海拓璞数控科技有限公司 一种搅拌摩擦焊接用双轴肩搅拌头

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