CN108817649B - 一种高精密微型搅拌摩擦焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精密微型搅拌摩擦焊机，包括焊机底座、工作台和固定架，焊机底座上端面滑动连接有工作台，焊机底座上端面垂直固接有固定架；固定架靠近工作台一端面固定连接有立式导轨，立式导轨内滑动连接有电机，电机通过主轴箱连接有搅拌头，搅拌头用于对第一工件和第二工件的边缘处进行搅拌摩擦焊接，第一工件与第二工件固定限位在工作台内部。本发明通过简单结构组成的搅拌摩擦焊机，体积微小，节省空间，同时能够较为精确的控制工件固定槽的固定深度，很好的解决了现有技术中搅拌摩擦焊机无法根据所要焊接的工件的厚度进行调整工件固定槽的固定深度的缺点。

Description

一种高精密微型搅拌摩擦焊机
技术领域
本发明涉及一种搅拌摩擦焊机，尤其涉及一种高精密微型搅拌摩擦焊机。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，其工作原理如下述：为了确保焊接过程中待焊工件不发生位置移动或滑动，需要在焊前将待焊工件放置在刚性垫板上并用夹具压紧；搅拌头高速旋转并将搅拌针挤入待焊工件的接缝处，直至轴肩与待焊工件紧密接触；搅拌头在高速旋转的同时，沿邻接缝与工件相对移动，搅拌针对被焊材料的搅拌以及轴间与工件间的剧烈摩擦使焊核区温度明显升高而导致材料转变成塑性状态；搅拌针搅动使接缝区材料产生塑性流变和混合，轴肩对搅动变形的材料施加锻压作用，从而形成致密、可靠的搅拌摩擦焊焊缝。在焊接过程中，搅拌头在固定位置形成焊接头从而实现工件之间的连接；该过程主要包括三个阶段，即搅拌头压入过程、连接过程和搅拌头回撤过程。
现有的搅拌摩擦焊机中，一部分由铣床改装而成，且专门用于搅拌摩擦焊接的搅拌摩擦焊机体型比较巨大。大型搅拌摩擦焊机一般用于体积较大、结构较复杂的厚板焊接，精度相对较差且价格昂贵。
国家专利201220500073.3公布了一种搅拌摩擦焊机，该发明采用龙门式结构，主要用于解决大型机箱类产品焊接使用，无法对超薄的板材进行精密焊接，导致使用较为局限。
超薄板搅拌摩擦焊时主要问题是无法精准控制下压量，稍微操作不当就会因轴肩下压过多而导致材料被焊穿。
国家专利CN201520589160.4公布了一种高精密微型搅拌摩擦焊机，该专利所设计的搅拌摩擦焊机主要适用于超薄型的板材进行焊接，对于较厚的板材无法进行固定，因此无法进行搅拌摩擦焊接。
目前还没有一款搅拌摩擦焊接的焊机能够针对板材的厚度进行调节固定进而搅拌摩擦焊接。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中搅拌摩擦焊机无法根据所要焊接的工件的厚度进行调整工件固定槽的固定深度的缺点，而提出的一种高精密微型搅拌摩擦焊机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种高精密微型搅拌摩擦焊机，包括焊机底座、工作台和固定架，焊机底座上端面滑动连接有工作台，焊机底座上端面垂直固接有固定架；
固定架靠近工作台一端面固定连接有立式导轨，立式导轨内滑动连接有电机，电机通过主轴箱连接有搅拌头，搅拌头用于对第一工件和第二工件的边缘处进行搅拌摩擦焊接，第一工件与第二工件固定限位在工作台内部；
工作台包括第一夹紧板和第二夹紧板，第一夹紧板和第二夹紧板内部中空形成腔室，第一夹紧板和第二夹紧板相对侧面对称开设有第三通孔，腔室内部竖直设有齿条，两个齿条的齿牙相互远离，两个齿条相对侧面通过支撑底板相连接，齿条啮合连接有齿轮，齿轮固定套接在转动轴外侧，转动轴的一端转动连接在腔室内侧壁，转动轴的另一端贯穿腔室侧壁到达外部；
转动轴内部设有若干不规则凸起，转动轴匹配设有转动匙，腔室顶壁开设有第一通孔，第一通孔与齿条宽度相匹配，用于齿条向上移动离开腔室；
第一夹紧板与第二夹紧板上端相远离侧对称铰接有固定板的一端，固定板相靠近一端开设有固定孔，固定孔匹配设有紧固螺栓，两个固定板上分别开设有第二通孔，第二通孔与第一通孔相对应。
优选的，第一夹紧板与第二夹紧板的底部分别固定连接有第一滑块，第一滑块位于焊机底座上端面所开设的第一滑槽内的一端面固定连接有电动伸缩杆的伸缩端，电动伸缩杆的另一端固定连接在第一滑槽顶壁上。
优选的，转动轴位于腔室外部一端外固定套设有棘轮，棘轮匹配设有止回棘爪，止回棘爪转动连接在第一夹紧板、第二夹紧板的外侧壁上。
优选的，紧固螺栓与第一工件、第二工件相接触一端固定连接有防磨层。
优选的，齿条对称侧壁分别固定连接有第二滑块、第三滑块，第二滑块、第三滑块分别滑动连接在腔室内侧壁所开设的第二滑槽内。
优选的，齿条底部固定连接有限位板，限位板的宽度大于第一通孔的宽度。
优选的，第一滑块下端面转动连接有滚珠。
本发明提出的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，有益效果在于：
1、第二滑块、第三滑块的设置，保证了齿条的竖直移动，防止齿条在上下移动的过程中产生一定角度的倾斜对工件焊接产生不利影响。
2、通过转动匙与转动轴内部的不规则凸起的匹配设置，能够利用转动轴直接手动调整，调整的整体情况较为可控，精确控制固定槽的深度的同时，避免使用电力，节约电力资源。
3、防磨层能够对工件保护，防止紧固螺栓在对工件固定时磨损工件表面，影响工件的质量。
4、电动伸缩杆带动第一滑块在第一滑槽内滑动，与搅拌头的上下移动相对应，能够精确的对待焊接工件进行搅拌摩擦焊接动作。
5、棘轮与止回棘爪的设置能够保证在搅拌摩擦焊接过程中，齿条承受搅拌头的压力的时候不会向下移动，进而保证了搅拌摩擦焊接的稳定性。
综上所述，本发明通过简单的结构组成的搅拌摩擦焊机，体积微小，节省空间，同时能够较为精确的控制工件固定槽的固定深度，很好的解决了现有技术中搅拌摩擦焊机无法根据所要焊接的工件的厚度进行调整工件固定槽的固定深度的缺点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的A部结构放大示意图。
图3为本发明的工作台结构剖视示意图。
图4为本发明的B-B截面结构示意图。
图中：焊机底座1、工作台2、固定架3、立式导轨4、电机5、主轴箱6、搅拌头7、第一工件8、第二工件9、棘轮10、止回棘爪11；
第一夹紧板201、第二夹紧板202、齿条203、支撑底板204、齿轮205、转动轴206、第一通孔207、固定板208、固定孔209、紧固螺栓210、防磨层211、第二通孔212、第一滑块213、第二滑块214、第三滑块215、限位板216、滚珠217。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种高精密微型搅拌摩擦焊机，包括焊机底座1、工作台2和固定架3，焊机底座1上端面滑动连接有工作台2，焊机底座1上端面垂直固接有固定架3。
固定架3靠近工作台2一端面固定连接有立式导轨4，立式导轨4内滑动连接有电机5，电机5通过主轴箱6连接有搅拌头7，搅拌头7用于对第一工件8和第二工件9的边缘处进行搅拌摩擦焊接，第一工件8与第二工件9固定限位在工作台2内部。
工作台2包括第一夹紧板201和第二夹紧板202，第一夹紧板201和第二夹紧板202内部中空形成腔室，第一夹紧板201和第二夹紧板202相对侧面对称开设有第三通孔，第三通孔便于支撑底板204的两端进入腔室内部固定连接在齿条203的侧壁上，同时支撑底板204上下移动时需要第三通孔的存在，腔室内部竖直设有齿条203，两个齿条203的齿牙相互远离，两个齿条203相对侧面通过支撑底板204相连接，两个齿条203连接同一个支撑底板204，在调整支撑底板204的上下移动时，可以同时进行调整，便于维持支撑底板204的稳定性和平衡性，进而确保工件焊接的质量，齿条203对称侧壁分别固定连接有第二滑块214、第三滑块215，第二滑块214、第三滑块215分别滑动连接在腔室内侧壁所开设的第二滑槽内，第二滑块214、第三滑块215的设置，保证了齿条203的竖直移动，防止齿条203在上下移动的过程中产生一定角度的倾斜对工件焊接产生不利影响，齿条203啮合连接有齿轮205，齿轮205固定套接在转动轴206外侧，转动轴206的一端转动连接在腔室内侧壁，转动轴206的另一端贯穿腔室侧壁到达外部，齿条203底部固定连接有限位板216，限位板216的宽度大于第一通孔207的宽度。
转动轴206内部设有若干不规则凸起，转动轴206匹配设有转动匙，腔室顶壁开设有第一通孔207，第一通孔207与齿条203宽度相匹配，用于齿条203向上移动离开腔室；通过转动匙与转动轴206内部的不规则凸起匹配设置，能够利用转动轴直接手动调整，调整的整体情况较为可控，精确控制固定槽的深度的同时，避免使用电力，节约电力资源。
第一夹紧板201与第二夹紧板202上端相远离侧对称铰接有固定板208的一端，固定板208相靠近一端开设有固定孔209，固定孔209匹配设有紧固螺栓210，紧固螺栓210与第一工件8、第二工件9相接触一端固定连接有防磨层211，防磨层211能够对工件保护，防止紧固螺栓210在对工件固定时磨损工件表面，影响工件的质量；两个固定板208上分别开设有第二通孔212，第二通孔212与第一通孔207相对应。
第一夹紧板201与第二夹紧板202的底部分别固定连接有第一滑块213，第一滑块213位于焊机底座1上端面所开设的第一滑槽内的一端面固定连接有电动伸缩杆的伸缩端，电动伸缩杆的另一端固定连接在第一滑槽顶壁上，第一滑块213下端面转动连接有滚珠217。
电动伸缩杆带动第一滑块213在第一滑槽内滑动，与搅拌头7的上下移动相对应，能够精确的对待焊接工件进行搅拌摩擦焊接动作。
转动轴206位于腔室外部一端外固定套设有棘轮10，棘轮10匹配设有止回棘爪11，止回棘爪11转动连接在第一夹紧板201、第二夹紧板202的外侧壁上。
棘轮10与止回棘爪11的设置能够保证在搅拌摩擦焊接过程中，齿条203承受搅拌头7的压力的时候不会向下移动，进而保证了搅拌摩擦焊接的稳定性。
工作原理：本案中的搅拌摩擦焊机在使用中，根据索要摩擦焊接的板材工件的厚度调整工作台2的固定槽深度，将固定板208上开设的固定孔209内插入紧固螺栓210，对第一工件8与第二工件9进行固定，露出两个工件之间的连接处，使搅拌头7位于连接处的正上方，控制电机5接通外界电源，开始工作，使电机5带动主轴箱6和搅拌头7在立式导轨4上进行上下移动，达到控制搅拌头7与待焊接的工件知己间的距离，与此同时，位于第一滑槽内部的电动伸缩杆接通外部电源，控制工作台2的整体在焊机底座1的上端面滑动，使搅拌摩擦焊接工作正常进行。
其中，工作台2的固定槽深度调整方法为，将止回棘爪11旋转远离棘轮10，转动匙插入转动轴206内部，转动转动匙，带动齿轮205啮合齿条203的上下移动，进而带动支撑底板204的上下移动，进而调整固定槽的深度，调整完成后，将止回棘爪11旋转至与棘轮10相抵触，取下转动匙。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高精密微型搅拌摩擦焊机，包括焊机底座(1)、工作台(2)和固定架(3)，所述焊机底座(1)上端面滑动连接有工作台(2)，所述焊机底座(1)上端面垂直固接有固定架(3)；
其特征在于：所述固定架(3)靠近工作台(2)一端面固定连接有立式导轨(4)，所述立式导轨(4)内滑动连接有电机(5)，所述电机(5)通过主轴箱(6)连接有搅拌头(7)，所述搅拌头(7)用于对第一工件(8)和第二工件(9)的边缘处进行搅拌摩擦焊接，所述第一工件(8)与第二工件(9)固定限位在工作台(2)内部；
所述工作台(2)包括第一夹紧板(201)和第二夹紧板(202)，所述第一夹紧板(201)和第二夹紧板(202)内部中空形成腔室，所述第一夹紧板(201)和第二夹紧板(202)相对侧面对称开设有第三通孔，所述腔室内部竖直设有齿条(203)，两个所述齿条(203)的齿牙相互远离，两个所述齿条(203)相对侧面通过支撑底板(204)相连接，所述齿条(203)啮合连接有齿轮(205)，所述齿轮(205)固定套接在转动轴(206)外侧，所述转动轴(206)的一端转动连接在腔室内侧壁，所述转动轴(206)的另一端贯穿腔室侧壁到达外部；
所述转动轴(206)内部设有若干不规则凸起，所述转动轴(206)匹配设有转动匙，所述腔室顶壁开设有第一通孔(207)，所述第一通孔(207)与齿条(203)宽度相匹配，用于齿条(203)向上移动离开腔室；
所述第一夹紧板(201)与第二夹紧板(202)上端相远离侧对称铰接有固定板(208)的一端，所述固定板(208)相靠近一端开设有固定孔(209)，所述固定孔(209)匹配设有紧固螺栓(210)，两个所述固定板(208)上分别开设有第二通孔(212)，所述第二通孔(212)与第一通孔(207)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述第一夹紧板(201)与第二夹紧板(202)的底部分别固定连接有第一滑块(213)，所述第一滑块(213)位于焊机底座(1)上端面所开设的第一滑槽内的一端面固定连接有电动伸缩杆的伸缩端，所述电动伸缩杆的另一端固定连接在第一滑槽顶壁上。
3.根据权利要求1所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述转动轴(206)位于腔室外部一端外固定套设有棘轮(10)，所述棘轮(10)匹配设有止回棘爪(11)，所述止回棘爪(11)转动连接在第一夹紧板(201)、第二夹紧板(202)的外侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述紧固螺栓(210)与第一工件(8)、第二工件(9)相接触一端固定连接有防磨层(211)。
5.根据权利要求1所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述齿条(203)对称侧壁分别固定连接有第二滑块(214)、第三滑块(215)，所述第二滑块(214)、第三滑块(215)分别滑动连接在腔室内侧壁所开设的第二滑槽内。
6.根据权利要求1所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述齿条(203)底部固定连接有限位板(216)，所述限位板(216)的宽度大于第一通孔(207)的宽度。
7.根据权利要求2所述的一种高精密微型搅拌摩擦焊机，其特征在于：所述第一滑块(213)下端面转动连接有滚珠(217)。
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