CN106001897A - 自定心的搅拌工具夹持装置及其夹装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自定心的搅拌工具夹持装置及其夹持方法，本发明提供的自定心的搅拌工具夹持装置包括：刀柄、紧固螺钉、紧固法兰、自定心螺钉；所述刀柄与搅拌工具通过自定心螺钉固定，紧固螺钉将紧固法兰固定于刀柄，紧固法兰连接刀柄和搅拌工具。通过本发明提供的方案，搅拌工具和刀柄同皱性好，工作效率高，寿命长。

Description

自定心的搅拌工具夹持装置及其夹装方法

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊装备，特别涉及自定心的搅拌工具夹持装置及其夹装方法。

背景技术

目前，图1所示为传统搅拌摩擦焊接的搅拌工具夹持方式，如图1所示，搅拌工具3的夹持面采用圆柱面设计，螺钉2单侧或对称两侧沿垂直于轴向的方向顶紧，与刀柄1连接，搅拌工具在垂直于轴向的方向固定，在轴向具有自由度，双键连接传动。这种装配方式，一方面搅拌工具与刀柄同轴度差、精度差，焊接过程搅拌工具受力状况不稳定，极易造成搅拌工具折断损坏；另一方面刀柄与搅拌工具接触面为圆柱面，一旦焊接受热后搅拌工具容易涨紧，发生材料粘连，不易拆卸，降低生产效率。尤其在厚板搅拌摩擦焊接过程中，搅拌工具所受载荷极大，仅靠螺钉2的力，不能起到机械锁紧的作用，在焊接过程中调节搅拌工具上下位置时，搅拌工具可能往下移动，导致搅拌工具受载恶化，刀柄磨损厉害，甚至搅拌工具折断。

发明内容

本发明解决的问题是现有的搅拌工具装配同心度差造成的搅拌工具易损坏、难拆卸；为解决所述问题，本发明提供自定心的搅拌工具夹持装置及其夹装方法。

本发明提供的自定心的搅拌工具夹持装置包括：刀柄、紧固螺钉、紧固法兰、自定心螺钉；所述刀柄与搅拌工具通过自定心螺钉固定，紧固螺钉将紧固法兰固定于刀柄，紧固法兰连接刀柄和搅拌工具。

进一步，所述刀柄包括搅拌工具连接部；所述搅拌工具连接部包括搅拌工具锥面安装孔、凸键、自定心螺钉孔和紧固螺钉孔。

进一步，所述搅拌工具与刀柄连接面为夹持锥面；所述夹持锥面与搅拌工具锥面安装孔相匹配；所述夹持锥面表面设置扁势。

进一步，所述搅拌工具还包括与凸键匹配的传动键键槽、法兰支撑面。

进一步，所述夹持锥面的锥度为1：10～1：5。

进一步，所述的紧固法兰包括与法兰支撑面配合的搅拌工具支撑面、与紧固螺钉孔及紧固螺钉配合的螺钉孔。

进一步，所述的搅拌工具支撑面为台阶面，所述台阶面与法兰支撑面配合；所述台阶面的高度大于法兰支撑面的厚度。

本发明还提供所述的自定心的搅拌工具夹持装置的夹持方法，包括：

步骤一、将搅拌工具安装于刀柄的搅拌工具连接部，并通过自定心螺钉固定；

步骤二、将紧固法兰安装于刀柄，通过紧固螺钉固定，紧固法兰的搅拌工具支撑面与法兰支撑面配合限位。

本发明的有益效果包括：

本发明的方案中，通过自定心螺钉连接搅拌工具和刀柄，刀柄的自定心螺孔与刀柄同轴、搅拌工具的自定心螺孔与搅拌工具同轴，即可实现搅拌工具与刀柄同轴，提高了同心度。

进一步，本发明的方案中，对搅拌工具夹持锥面的角度进行了优化，夹持锥面设置了扁势，使得在焊接过程中，搅拌工具与刀柄之间产热少，散热好，避免了由于热量聚集而对设备造成损坏。

同时，本发明所提供的夹持结构安装、拆卸方便。

附图说明

图1为现有的搅拌工具装配结构示意图；

图2是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的刀柄立体示意图；

图4是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的搅拌工具示意图；

图5是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的刀柄与搅拌工装装配示意图；

图6是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的紧固法兰结构示意图；

图7是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的紧固法兰模型的剖面图；

图8是本发明实施例提供的自定心的搅拌工具夹持结构的使用方法示意图。

具体实施方式

下文中，结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

如图2所示，本发明提供的自定心搅拌工具夹持结构，包括刀柄1、紧固螺钉2、搅拌工具3、自定心螺钉4和紧固法兰5；结合参考图3和图4，所述刀柄1包括设备连接部11和搅拌工具连接部12。所述的设备连接部11，与所使用的搅拌摩擦焊设备接口一致，用于与搅拌摩擦焊设备连接；所述搅拌工具连接部12，设置有搅拌工具锥面安装孔121、对称分布的凸键122、自定心螺钉孔123和紧固螺钉孔124。所述的搅拌工具设置有夹持锥面31、传动键键槽32和法兰支承面33。连接时，将搅拌工具的夹持锥面安装于搅拌工具锥面安装孔121中，并通过自定心螺钉4定位；自定心螺钉4与搅拌工具、刀柄同轴，即可保证搅拌工具与刀柄同轴；再通过紧固法兰5和紧固螺钉固定搅拌工具与刀柄的位置，提高了夹持后的同轴性，并且连接牢固，不易破坏。

继续参考图3，搅拌工具锥面安装孔122锥度采用1：10～1：5，包含机床常用锥度如1:5、1:10，凸键呈对称分布，凸键可与刀柄一体，也可以为分体结构，紧固螺钉孔周向均布，用于紧固法兰固定，自定心螺钉孔用于保证搅拌工具与刀柄装配时同心，其轴线与刀柄轴线一致。

如图4和图5所示，所述的搅拌工具3，设置有夹持锥面31、传动键键槽32和法兰支承面33，夹持锥面31锥度与刀柄锥面接口锥度一致，夹持锥面31设置对称分布的扁势311，用于减少锥面贴合的面积，便于拆卸，并且有利于散热，防止焊接过程高温环境下材料的粘连。搅拌工具夹持锥面31与所述的刀柄1的搅拌工具与刀柄设置为过盈安装，保证锥面贴合，安装平面间隙0.5～1mm。安装时使用自定心螺钉安装，螺钉带动搅拌工具向上移动至两锥面贴合。这种安装方法，可以保证搅拌工具的轴线与刀柄轴向一致，防止偏心导致两锥面不能贴合的情况。

请参阅图6和图7，紧固法兰设置有紧固螺钉孔51、拆卸孔52和搅拌工具支承面53。所述搅拌工具支承面53为台阶面，与搅拌工具法兰支承面33（见图4）贴合装配，靠轴向均布的紧固螺钉2固定于刀柄1，在高速旋转过程中保持锥面贴合，在大载荷条件下保证搅拌工具3与刀柄1同轴运动。拆卸孔52的设置是为了便于拆卸。所述台阶面比法兰支承面高0.5～1mm。

图8所示为本发明实施例提供的自定心搅拌工具夹持结构的夹持方法顺序图，包括：使用自定心螺钉将搅拌工具3同轴安装在刀柄1内部，然后使用紧固螺钉将紧固法兰5固定在刀柄1上，保证搅拌工具支承面与紧固法兰的支承面贴合。此时可以拆卸自定心螺钉4，然后将整体安装于设备接口上。

拆卸搅拌工具时，应先拆卸紧固螺钉，后拆卸紧固法兰和搅拌工具。

本发明提供的搅拌工具夹持装置能够满足搅拌工具安装同心度≤0.05，避免了传统的安装方式的精度低造成的搅拌工具折断的情况发生。并且在焊接过程中搅拌工具刚性固定在刀柄内，不会产生与刀柄的相对运动。由于是锥面配合，搅拌工具拆卸时不用机械敲打强制拆卸，降低了劳动强度，提高了生产效率。避免了圆柱面夹持方式产生的搅拌工具粘连等情况，延长了刀柄及搅拌工具的寿命。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，包括：刀柄、紧固螺钉、紧固法兰、自定心螺钉；所述刀柄与搅拌工具通过自定心螺钉固定，紧固螺钉将紧固法兰固定于刀柄，紧固法兰连接刀柄和搅拌工具。

2.依据权利要求1所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述刀柄包括搅拌工具连接部；所述搅拌工具连接部包括搅拌工具锥面安装孔、凸键、自定心螺钉孔和紧固螺钉孔。

3.依据权利要求2所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述搅拌工具与刀柄连接面为夹持锥面；所述夹持锥面与搅拌工具锥面安装孔相匹配；所述夹持锥面表面设置扁势。

4.依据权利要求3所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述搅拌工具还包括与凸键匹配的传动键键槽、法兰支撑面。

5.依据权利要求3所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述夹持锥面的锥度为1：10～1：5。

6.依据权利要求1所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述的紧固法兰包括与法兰支撑面配合的搅拌工具支撑面、与紧固螺钉孔及紧固螺钉配合的螺钉孔。

7.依据权利要求1所述的自定心的搅拌工具夹持装置，其特征在于，所述的搅拌工具支撑面为台阶面，所述台阶面与法兰支撑面配合；所述台阶面的高度大于法兰支撑面的厚度。

8.采用权利要求1至7中任意一项所提供的自定心的搅拌工具夹持装置的夹持方法，其特征在于，包括：

步骤一、将搅拌工具安装于刀柄的搅拌工具连接部，并通过自定心螺钉固定；

步骤二、将紧固法兰安装于刀柄，通过紧固螺钉固定，紧固法兰的搅拌工具支撑面与法兰支撑面配合限位。