CN106735850A - 适合钛合金板材特殊点焊连接装置及方法 - Google Patents

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汪洪峰
左敦稳
吉玲
刘胜荣
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方慧敏
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Abstract

一种适合钛合金板材特殊点焊连接装置及方法，其特征是它包括底座、立柱、固定圆通轨道、气压装置、弹簧钢丝绳、刀具轨道、刀具、夹持块Ⅰ、夹持块Ⅱ、活塞等组成。本发明通过自带细牙螺纹的圆柱母材在高速旋转和向下移动过程将其塞进事先钻好的工件通孔和盲孔中，最终实现点焊连接，同时通过安装在侧面的刀具将工件表面多余圆柱母材切除，实现一体化的钛合金点焊连接工艺。本发明结构简单、操作方便，效率高，连接区力学性能较好。

Description

适合钛合金板材特殊点焊连接装置及方法
技术领域
本发明涉及一种钛合金点焊连接技术，具体地说是一种通过自带细牙螺纹的圆柱母材在高速旋转和向下移动过程将其塞进事先钻好的工件通孔和盲孔中，最终实现点焊连接，同时通过安装在侧面的刀具将工件表面多余圆柱母材切除，实现一体化的钛合金点焊连接工艺。该方法简单，效率高，获得的连接接头性能好。
背景技术
目前，钛合金的点焊连接越来越多，但主要是通过传统的熔化焊接方法实现，效率低且接头性能不稳定，不利于钛合金连接的广泛应用。本发明基于在传统的铆接基础上利用带细牙的圆柱体进行挤压点焊，不仅提高了连接区的力学性能，还大大提高了连接区连接效率，且自动化切除多余材料，大大降低人工成本，增加了设备的自动化程度。因此，本发明能得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的钛合金连接方法效率低，性能差的问题，发明一种通过自带细牙螺纹的圆柱母材在高速旋转和向下移动过程将其塞进事先钻好的工件通孔和盲孔中，最终实现点焊连接，同时通过安装在侧面的刀具将工件表面多余圆柱母材切除，实现一体化的钛合金点焊连接装置及方法。
本发明的技术方案之一是：
一种适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征是它包括底座1、立柱2和圆筒轨道3，立柱2安装在底座1上，立柱2上安装有刀具导轨6，刀具7安装在刀具导轨6上并与安装在立柱2上的刀具驱动装置4相连；加工有盲孔15的工件Ⅰ13安装在底座1上，加工有通孔14的工件Ⅱ12安装在工件Ⅰ13上，所述的盲孔15与通孔14同轴线安装且直径相同，圆筒轨道3安装在工件Ⅱ12的上部，圆筒轨道3中安装有夹持带外螺纹的销11的夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，带外螺纹的销11的直径大于通孔14的直径，夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9的上端与活塞10相连并能在其带动下在圆筒轨道3中作上下移动和旋转运动从而将带外螺纹的销11旋转挤压进通孔14和盲孔15中；刀具7位于工件Ⅱ12的上表面以便于将点焊结束后露出工件Ⅱ12上表面的带螺纹的销11的多余部分切除。
带外螺纹的销11的材质与待连接的工件Ⅰ13及工件Ⅱ12的材质相同，其表面的螺纹为细牙螺纹。
刀具驱动装置4为电机或气缸，气缸通过连杆5与刀具7相连。
带外螺纹的销11的直径大于通孔14的直径0.1-5毫米，优选0.2-2毫米，最佳为0.5-1毫米。
带外螺纹的销11插入通孔14的一端设有便于进入通孔中的倒角。
刀具导轨6及刀具7在立柱2上的位置可调以适应不同高度的待焊接工件的需求。
夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9的上端与活塞10固定相连或通过牙盘活动相连。
本发明的技术方案之二是：
一种钛合金板材特殊点焊连接方法，其特征在于先在工件Ⅰ12上钻一通孔14，在工件Ⅱ13上钻一盲孔15，通孔14和盲孔15直径相同；再将工件Ⅰ12和工件Ⅱ13放置在底座1上并固定好，然后打开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，安装带螺纹的销11，带螺纹的销11材料与连接的母材一致，且销的直径要大于通孔14和盲孔15的直径，销的外边车有细牙螺纹，再将夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9夹紧，将活塞10与夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9上端结合在一起，通过电机带动活塞旋转以及向下移动，让带螺纹的销11不断挤进通孔14和盲孔15中，松开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，启动刀具驱动装置4，将刀具7沿着刀具轨道6快速前进切除工件Ⅰ12上多余带螺纹的销11部分，实现工件Ⅰ12和工件Ⅱ13完全点焊连接。
本发明的有益效果：
本发明通过自带细牙螺纹的圆柱母材在高速旋转和向下移动过程将其塞进事先钻好的工件通孔和盲孔中，最终实现点焊连接，同时通过安装在侧面的刀具将工件表面多余圆柱母材切除，实现一体化的钛合金点焊连接工艺。设备设计简单、操作方便，效率高，连接区力学性能较好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1所示。
一种适合钛合金板材特殊点焊连接装置，它包括底座1、立柱2、固定圆通轨道3、刀具驱动装置4、弹簧钢丝绳5、刀具轨道6、刀具7、夹持块Ⅰ8、夹持块Ⅱ9、活塞10。立柱2上安装有能上下移动以适应不同厚度母材连接的刀具驱动装置4和刀具导轨6，刀具导轨6中装有刀具7，刀具7与刀具驱动装置4相连，刀具驱动装置4可为常规的电机，也可为气缸，当采用气缸时，刀具与气缸之间可通过连杆5连接，气缸驱动连杆5带动刀具6冲击销11实现快速冲压切断，采用电机时可通过带动刀具对销11进行铣削，也可通过凸轮滑块机构带动刀具7对销11进行冲击切断。固定圆筒轨道3内部装有夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9松开和加紧通过电磁实现。在夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9上端安装有活塞10，其与夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9上表面紧密结合在一起（可通过端面牙盘相连，也可通过过渡件实现整体连体，夹持块安装在过渡件上并能在过渡件上移动，过渡件可与活塞整体相连）。活塞10和夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9可沿着固定圆筒轨道3内部上下移动，也可在其内壁旋转。工件Ⅰ12上钻有通孔14，工件Ⅱ13上钻有盲孔15，通孔14和盲孔15直径相同。将工件Ⅰ12和工件Ⅱ13放置在底座1上并固定好，然后打开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，安装带螺纹的销11带螺纹的销11材料与连接的母材一致，且销的直径要大通孔14和盲孔15直径0.1-5毫米，优选0.2-2毫米，最佳为0.5-1毫米，销的外边车有细牙螺纹，插入端带有倒角以方便进入通孔中，再将夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9夹紧，将活塞10与夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9上端结合在一起，通过活塞的电机带动活塞旋转以及向下移动，让带螺纹的销11不断挤进通孔14和盲孔15中，松开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，启动气压装置4，通过弹簧钢丝绳5将刀具7沿着刀具轨道6快速前进切除工件Ⅰ12上多余带螺纹的销11部分，实现工件Ⅰ12和工件Ⅱ13完全点焊连接。
实施例二。
一种钛合金板材特殊点焊连接方法，它利用图1所示的装置实现，首先先在工件Ⅰ12上钻一通孔14，在工件Ⅱ13上钻一盲孔15，通孔14和盲孔15直径相同；再将工件Ⅰ12和工件Ⅱ13放置在底座1上并固定好，然后打开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，安装带螺纹的销11，带螺纹的销11材料与连接的母材一致，且销的直径要大于通孔14和盲孔15的直径，销的外边车有细牙螺纹，再将夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9夹紧，将活塞10与夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9上端结合在一起，通过电机带动活塞旋转以及向下移动，让带螺纹的销11不断挤进通孔14和盲孔15中，松开夹持块Ⅰ8和夹持块Ⅱ9，启动刀具驱动装置4，将刀具7沿着刀具轨道6快速前进切除工件Ⅰ12上多余带螺纹的销11部分，实现工件Ⅰ12和工件Ⅱ13完全点焊连接。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征是它包括底座（1）、立柱（2）和圆筒轨道（3），立柱（2）安装在底座（1）上，立柱（2）上安装有刀具导轨（6），刀具（7）安装在刀具导轨（6）上并与安装在立柱（2）上的刀具驱动装置（4）相连；加工有盲孔（15）的工件Ⅰ（13）安装在底座（1）上，加工有通孔（14）的工件Ⅱ（12）安装在工件Ⅰ（13）上，所述的盲孔（15）与通孔（14）同轴线安装且直径相同，圆筒轨道（3）安装在工件Ⅱ（12）的上部，圆筒轨道（3）中安装有夹持带外螺纹的销（11）的夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9），带外螺纹的销（11）的直径大于通孔（14）的直径，夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9）的上端与活塞（10）相连并能在其带动下在圆筒轨道（3）中作上下移动和旋转运动从而将带外螺纹的销（11）旋转挤压进通孔（14）和盲孔（15）中；刀具（7）位于工件Ⅱ（12）的上表面以便于将点焊结束后露出工件Ⅱ（12）上表面的带螺纹的销（11）的多余部分切除。
2.根据权利要求1所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于带外螺纹的销（11）的材质与待连接的工件Ⅰ（13）及工件Ⅱ（12）的材质相同，其表面的螺纹为细牙螺纹。
3.根据权利要求1所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于刀具驱动装置（4）为电机或气缸，气缸通过连杆（5）与刀具（7）相连。
4.根据权利要求1所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于带外螺纹的销（11）的直径大于通孔（14）的直径0.1-5毫米，优选0.2-2毫米，最佳为0.5-1毫米。
5.根据权利要求1或4所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于带外螺纹的销（11）插入通孔（14）的一端设有便于进入通孔中的倒角。
6.根据权利要求1所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于刀具导轨（6）及刀具（7）在立柱（2）上的位置可调以适应不同高度的待焊接工件的需求。
7.根据权利要求1所述的适合钛合金板材特殊点焊连接装置，其特征在于夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9）的上端与活塞（10）固定相连或通过牙盘活动相连。
8.一种钛合金板材特殊点焊连接方法，其特征在于先在工件Ⅰ（12）上钻一通孔（14），在工件Ⅱ（13）上钻一盲孔（15），通孔（14）和盲孔（15）直径相同；再将工件Ⅰ（12）和工件Ⅱ（13）放置在底座（1）上并固定好，然后打开夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9），安装带螺纹的销（11），带螺纹的销（11）材料与连接的母材一致，且销的直径要大于通孔（14）和盲孔（15）的直径，销的外边车有细牙螺纹，再将夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9）夹紧，将活塞（10）与夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9）上端结合在一起，通过电机带动活塞旋转以及向下移动，让带螺纹的销（11）不断挤进通孔（14）和盲孔（15）中，松开夹持块Ⅰ（8）和夹持块Ⅱ（9），启动刀具驱动装置（4），将刀具（7）沿着刀具轨道（6）快速前进切除工件Ⅰ（12）上多余带螺纹的销（11）部分，实现工件Ⅰ（12）和工件Ⅱ（13）完全点焊连接。
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