CN112658462A - 一种静止轴肩安装结构及具有其的焊具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种静止轴肩安装结构及具有其的焊具。其中，静止轴肩安装结构包括分别环绕并可摆动地设置于底座内的若干个夹紧瓣体和转动板，各个夹紧瓣体的第二端互相叠置，并围成一锁定区域，所述锁定区域的大小在夹紧瓣体的摆动下可变，以实现静止轴肩的锁紧和解锁；在转动板通孔周围设置若干个导向槽，导向槽用于收纳并引导夹紧瓣体上的导向柱，以驱动所述夹紧瓣体摆动；该静止轴肩安装结构采用转动板驱动夹紧瓣体摆动的方式实现静止轴肩的装夹和拆卸，有效降低了装卸的难度，采用快换结构替代了压紧环，缩小了整个结构的体积，提高了静止轴肩搅拌摩擦焊在实际应用过程中的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种静止轴肩安装结构及具有其的焊具。
背景技术
搅拌摩擦焊作为一种新型固相连接方法，具有热输入低、焊接质量高、接头变形小、环保绿色无污染等优点。静止轴肩搅拌摩擦焊接过程中外部静止轴肩不发生旋转，只有搅拌针跟随主轴进行旋转。这种方法的优点在于进一步降低了焊接过程中的热输入，使得接头性能得到提升，同时焊接变形更小。此外，静止轴肩在焊接过程中不旋转，因此对于焊缝具有随焊碾压的作用，可以保证焊接后的焊缝表面无飞边，同时可以控制焊接变形等，进一步提高焊接质量。
静止轴肩焊具是实现静止轴肩搅拌摩擦焊的核心，焊具的设计决定了焊接工艺是否能够成功实现。静止轴肩搅拌摩擦焊焊具包括静止轴肩和搅拌针，静止轴肩一般通过机械连接的方式固定在主轴外壳上，在焊接过程中不发生旋转。搅拌针装在刀柄中，在焊接过程中以规定速度旋转，与材料摩擦产热使其塑性化，并带动材料发生流动从而形成焊缝。在现有技术中，静止轴肩与主轴之间通过轴套转接。轴套通过螺栓连接在主轴上，静止轴肩与轴套之间采用压紧环进行连接。然而，由于压紧环的体积较大，导致在实际应用过程中经常与产品发生干涉而无法施焊，其适用性较差。同时，压紧环装卸较为困难，需要采用大尺寸的扳手完成装卸。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中静止轴肩与轴套之间采用压紧环进行连接适用性较差、装卸困难的缺陷，从而提供一种静止轴肩安装结构及具有其的焊具。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种静止轴肩安装结构，其包括：底座，中部具有底座通孔；若干个夹紧瓣体，其分别环绕并可摆动地设置于所述底座内，其中，所述夹紧瓣体的第一端以铰接的方式连接至所述底座；各个夹紧瓣体的第二端互相叠置，并围成一锁定区域，所述锁定区域的大小在夹紧瓣体的摆动下可变；所述夹紧瓣体背离所述底座的一面具有导向柱；还包括，转动板，中部具有转动板通孔，在所述转动板通孔周围设置若干个导向槽，所述导向槽用于收纳并引导所述导向柱，以驱动所述夹紧瓣体摆动。
上述静止轴肩安装结构中，还包括盖体，其固定于所述底座上；所述盖体、转动板、若干个夹紧瓣体及所述底座，依次叠置。
上述静止轴肩安装结构中，所述夹紧瓣体为弧形板。
上述静止轴肩安装结构中，所述底座内设有若干旋转柱，所述夹紧瓣体的第一端设置旋转槽，所述旋转柱嵌入所述旋转槽内，构成所述夹紧瓣体摆动的轴心。
上述静止轴肩安装结构中，所述转动板上设有至少一个滑动开关；所述底座的侧壁上设有开关滑槽；所述滑动开关沿所述转动板的侧面向外延伸，并从所述开关滑槽伸出。
上述静止轴肩安装结构中，其中一个所述滑动开关的表面具有定位锁紧球，所述定位锁紧球的底部抵接有弹簧；该滑动开关所对应的开关滑槽上设有容纳所述定位锁紧球的定位夹紧槽。
上述静止轴肩安装结构中，所述定位夹紧槽为通槽结构，所述通槽结构的一面开口朝向所述滑动开关，所述通槽结构的另一面开口朝向拆卸槽。
上述静止轴肩安装结构中，所述夹紧瓣体的第二端朝向所述底座倾斜设置。
上述静止轴肩安装结构中，所述夹紧瓣体的宽度为15-25mm，所述夹紧瓣体朝向所述底座倾斜设置的角度为1-5°。
本发明还提供一种焊具，包括轴套、静止轴肩和搅拌针，其中，所述静止轴肩通过上述的静止轴肩安装结构固定在所述轴套上，其中，所述安装结构固定在轴套上。
上述焊具中，所述静止轴肩靠近所述轴套的一端具有定位环，所述定位环上设有一圈定位槽；所述静止轴肩安装结构的夹紧瓣体部分嵌入所述定位槽内，以固定所述静止轴肩。
本发明还提供一种搅拌摩擦焊接设备，包括驱动电机、主轴和上述的焊具。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的静止轴肩安装结构，其包括若干个夹紧瓣体，所述夹紧瓣体分别环绕并可摆动地设置于底座内，各个夹紧瓣体的第二端互相叠置，并围成一锁定区域，所述锁定区域的大小在夹紧瓣体的摆动下可变，以实现静止轴肩的锁紧和解锁；还包括转动板，所述转动板中部具有转动板通孔，在所述转动板通孔周围设置若干个导向槽，所述导向槽用于收纳并引导夹紧瓣体上的导向柱，以驱动所述夹紧瓣体摆动；该静止轴肩安装结构采用转动板驱动夹紧瓣体摆动的方式实现静止轴肩的装夹和拆卸，有效降低了装卸的难度，该静止轴肩安装结构采用快换结构替代了压紧环，缩小了整个结构的体积，提高了静止轴肩搅拌摩擦焊在实际应用过程中的适用性。
2、本发明提供的静止轴肩安装结构，其转动板上设有至少一个滑动开关，底座的侧壁上设有开关滑槽，滑动开关沿所述转动板的侧面向外延伸，并从所述开关滑槽伸出，可以直接通过旋转该滑动开关使夹紧瓣体夹紧与放松，实现静止轴肩的装夹和拆卸，提高操作便捷性。
3、本发明提供的静止轴肩安装结构，其中一个滑动开关的表面具有定位锁紧球，所述定位锁紧球的底部抵接有弹簧，可实现定位锁紧球的压入和顶出功能，该滑动开关所对应的开关滑槽上设有容纳所述定位锁紧球的定位夹紧槽，上述结构可以防止夹紧瓣体夹紧后意外松动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构使用状态示意图；
图2为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构打开状态图；
图3为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构锁定状态图；
图4为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构爆炸图；
图5为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构转动板的结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构转动板的仰视图；
图7为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构夹紧瓣体组合的结构示意图；
图8为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构夹紧瓣体的俯视图；
图9为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构夹紧瓣体的侧视图；
图10为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构底座的结构示意图；
图11为本发明实施例中提供的静止轴肩结构示意图；
图12为本发明实施例中提供的静止轴肩安装结构使用状态剖视图。
附图标记说明：
1-轴套；2-静止轴肩安装结构；3-静止轴肩；11-垂直定位端面；12-水平定位端面；21-盖体；22-转动板；23-夹紧瓣体；24-底座；221-导向槽；222-定位锁紧球；223-滑动开关；224-防滑纹；231-导向柱；232-旋转槽；241-旋转柱；242-开关滑槽；243-拆卸槽；244-定位夹紧槽；25-安装结构定位端面；31-定位环；32-定位槽；33-静止轴肩定位端面；34-轴肩端面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1-12所示，本实施例提供一种静止轴肩安装结构2，包括依次叠置的盖体21、转动板22、若干个夹紧瓣体23及底座24；其中，底座24呈环状结构设置，中部具有底座通孔，围绕所述底座通孔环绕设置与所述夹紧瓣体23一一对应的旋转柱241，所述底座24的周边设置突起的侧壁，所述侧壁上设置若干个开关滑槽242；所述若干个夹紧瓣体23分别环绕并可摆动地设置于所述底座24内，所述夹紧瓣体23优选为弧形板，其第一端设置有旋转槽232，所述底座24上设置的旋转柱241嵌入所述旋转槽232内，构成所述夹紧瓣体23摆动的轴心，各个夹紧瓣体23的第二端互相叠置，并围成一范围可变的锁定区域，该锁定区域的大小在各个夹紧瓣体23的同步摆动下可变，如图2所示，该锁定区域处于最大状态，其为静止轴肩安装结构打开状态；如图3所示，该锁定区域处于最小状态，其为静止轴肩安装结构锁定状态；另外，在所述夹紧瓣体23背离所述底座24的一面具有导向柱231，该导向柱231与下述转动板22上的导向槽221配合以驱动所述夹紧瓣体23的摆动；所述转动板22的中部具有转动板通孔，在所述转动板通孔周围设置若干个导向槽221，所述导向槽221用于收纳并引导所述导向柱231，以驱动各个所述夹紧瓣体23的同步摆动；所述盖体21固定于所述底座24上，可选择地，所述盖体21与底座24通过螺栓连接，用于将转动板22和若干个夹紧瓣体23封装。本实施例提供的静止轴肩安装结构采用转动板22驱动夹紧瓣体23摆动的方式实现静止轴肩的装夹和拆卸，有效降低了装卸的难度，静止轴肩安装结构采用快换结构替代了压紧环，缩小了整个结构的体积，提高了静止轴肩搅拌摩擦焊在实际应用过程中的适用性。
作为可替换的实施方式，上述静止轴肩安装结构中，每一个所述夹紧瓣体23的第一端还可以以本领域中熟知的其他铰接方式连接至所述底座24，以实现所述夹紧瓣体23相对于所述底座的摆动。
作为可替换的实施方式，上述静止轴肩安装结构中，还可以不设置单独的盖体21，其转动板可以设置为卡合在所述底座内，其可以转动并同时将所述夹紧瓣体封闭。
上述静止轴肩安装结构中，所述转动板22上设有至少一个滑动开关223，所述滑动开关位于转动板22侧面并朝向外侧延伸，并从所述开关滑槽242中向外伸出，从而可以在静止轴肩安装结构外侧操作以旋转所述转动板22，从而完成静止轴肩的解锁和锁定。进一步地，为了方便操作，在所述滑动开关外侧还可设置防滑纹224。
进一步地，上述静止轴肩安装结构中，所述导向槽221为半径为R1的弧形，所有导向槽弧形的圆心均布在同一个直径为D的圆上，弧形中心线和弧形中心与转动板圆心连线夹角α，其中夹角α决定了导向槽可以设置的数量以及方向，α越大，夹紧后配合越紧密，但越大瓣体数量越多，优选地，α可以为5-20°。
上述静止轴肩安装结构中，夹紧瓣体23数量与盖体21上旋转柱241的数量相同。夹紧瓣体23数量可选择为10-20个，瓣体数量越多，夹紧效果越好。如图8和图9所示，夹紧瓣体宽度B为15-25mm；另外，为保证各瓣体可以部分搭接重合，并围成一环状结构，瓣体为向下倾斜设计，具体地，所述夹紧瓣体的第二端朝向所述底座倾斜设置，倾斜角度β为1-5°，优选为1-1.5°。
上述静止轴肩安装结构中，其中一个所述滑动开关的表面具有定位锁紧球222，所述定位锁紧球222的底部抵接有弹簧，可实现定位锁紧球的压入和顶出功能；该滑动开关所对应的开关滑槽242上设有容纳所述定位锁紧球222的定位夹紧槽244；该滑动开关所对应的开关滑槽上设有容纳所述定位锁紧球的定位夹紧槽244，可以防止夹紧瓣体23夹紧后意外松动，该设置方式使得静止轴肩安装结构同时具有自动锁定功能，保证轴肩在焊接中的稳定性。进一步地，在具有定位锁紧球222的开关滑槽侧壁上，还设有拆卸槽243，其中，所述定位夹紧槽244为通槽结构，所述通槽结构的一面开口朝向所述滑动开关，所述通槽结构的另一面开口朝向拆卸槽243，通过拆卸槽243可以将定位锁紧球222压下，使定位锁紧球222最高点低于定位夹紧槽244，可以解除对滑动开关223的锁定。
实施例2
本实施例提供一种焊具，如图1所示，包括轴套1、静止轴肩3和搅拌针(未图示)，其中，所述静止轴肩3通过安装结构固定在所述轴套上，所述安装结构为实施例1中提供的静止轴肩安装结构2，其中，所述安装结构固定在所述轴套上。本实施例提供的焊具，其安装结构装卸快速便捷，工作量小，并且，其替代压紧环来夹紧轴肩，体积小，提高了静止轴肩焊接的适应性。
上述焊具中，其轴套1包括垂直定位端面11以及水平定位端面12，其中，垂直定位端面直径为d1；所述静止轴肩3包含定位环31、定位槽32、定位端面33以及轴肩端面34，所述定位环上设有一圈定位槽32。其中，定位环31直径d2与定位端面11直径d1相等，便于静止轴肩的定位安装，定位端面33与静止轴肩安装结构2的安装结构定位端面25紧密配合，所述静止轴肩安装结构的夹紧瓣体部分嵌入所述定位槽内，以固定所述静止轴肩。在具体实施过程中，如图1所示，按照从上向下看的逆时针方向扳动滑动开关223，静止轴肩安装结构2将处于关闭状态，顺时针方向扳动滑动开关223，静止轴肩安装结构2将处于打开状态。
本实施例提供的焊具，其安装和拆卸过程如下：
顺时针旋转滑动开关223至最左侧，使夹紧瓣体23处于打开状态；
装入静止轴肩3，定位环31与定位端面11配合，静止轴肩定位端面33与安装结构定位端面25配合；
向逆时针将滑动开关223旋转9.5°，使夹紧瓣体23夹紧静止轴肩3上的定位槽32，同时定位锁紧球222被顶入底座24的定位夹紧槽244中；
静止轴肩3装夹完成。开始执行焊接过程；
焊接完成后，拆卸静止轴肩3；
通过底座24上的拆卸槽243，将定位锁紧球222压下，使定位锁紧球222最高点低于定位夹紧槽244；
顺时针旋转滑动开关223至最左侧，使夹紧瓣体23处于打开状态；
取出静止轴肩3，完成拆卸过程。
实施例3
本实施例提供一种搅拌摩擦焊接设备，包括驱动电机、主轴和焊具，所述焊具为实施例2所述的焊具。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种静止轴肩安装结构，其特征在于，包括：
底座，其中部具有底座通孔；
若干个夹紧瓣体，其分别环绕并可摆动地设置于所述底座内，其中，所述夹紧瓣体的第一端以铰接的方式连接至所述底座；各个夹紧瓣体的第二端互相叠置，并围成一锁定区域，所述锁定区域的大小在夹紧瓣体的摆动下可变；所述夹紧瓣体背离所述底座的一面具有导向柱；
转动板，其中部具有转动板通孔，在所述转动板通孔周围设置若干个导向槽，所述导向槽用于收纳并引导所述导向柱，以驱动所述夹紧瓣体摆动。
2.根据权利要求1所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，还包括盖体，其固定于所述底座上；所述盖体、转动板、若干个夹紧瓣体及所述底座，依次叠置。
3.根据权利要求1或2所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述夹紧瓣体为弧形板。
4.根据权利要求3所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述底座内设有若干旋转柱，所述夹紧瓣体的第一端设置旋转槽，所述旋转柱嵌入所述旋转槽内，构成所述夹紧瓣体摆动的轴心。
5.根据权利要求3所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述转动板上设有至少一个滑动开关；所述底座的侧壁上设有开关滑槽；所述滑动开关沿所述转动板的侧面向外延伸，并从所述开关滑槽伸出。
6.根据权利要求5所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，其中一个所述滑动开关的表面具有定位锁紧球，所述定位锁紧球的底部抵接有弹簧；该滑动开关所对应的开关滑槽上设有容纳所述定位锁紧球的定位夹紧槽。
7.根据权利要求6所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述定位夹紧槽为通槽结构，所述通槽结构的一面开口朝向所述滑动开关，所述通槽结构的另一面开口朝向拆卸槽。
8.根据权利要求2所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述夹紧瓣体的第二端朝向所述底座倾斜设置。
9.根据权利要求8所述的静止轴肩安装结构，其特征在于，所述夹紧瓣体的数量为10-20个；所述夹紧瓣体的宽度为15-25mm；所述夹紧瓣体朝向所述底座倾斜设置的角度为1-5°。
10.一种焊具，包括轴套、静止轴肩和搅拌针，其中，所述静止轴肩通过安装结构固定在所述轴套上，其特征在于，所述安装结构为权利要求1-9任一项所述的静止轴肩安装结构；所述安装结构固定在所述轴套上。
11.根据权利要求10所述的焊具，其特征在于，所述静止轴肩靠近所述轴套的一端具有定位环，所述定位环上设有一圈定位槽；所述静止轴肩安装结构的夹紧瓣体部分嵌入所述定位槽内，以固定所述静止轴肩。
12.一种搅拌摩擦焊接设备，包括驱动电机、主轴和焊具，其特征在于，所述焊具为权利要求10所述的焊具。
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