CN112894124A - 一种搅拌摩擦焊接工具和搅拌摩擦焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搅拌摩擦焊接工具和搅拌摩擦焊接装置，该焊接工具包括搅拌头和驱动机构，搅拌头安装于焊接的夹具上，搅拌头的轴肩外部设有一块以上的刮板；焊接装置包括所述焊接工具、底板、一块以上的电磁铁和固定板、一个以上的固定环和压紧机构，固定环一左一右安装于底板上端，固定板均设置于固定环中，电磁铁和压紧机构之间均放有工件，工件通过电磁铁吸附及压紧机构压紧固定。本发明结构简单，通过转动的刮板能有效的刮去粘在轴肩上的金属，避免因粘连的金属过多而影响移动及将工件的表面刮花，并且在工件的一侧搅合后，无需拆卸工件，只需180°的旋转固定板，就能使工件另一侧的缝隙正对于搅拌头。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊接工具和搅拌摩擦焊接装置。
背景技术
搅拌摩擦焊接自上世纪90年代初问世以来，具有接头质量高、焊接效率高、绿色环保、成本低等优点，搅拌摩擦焊技术不断发展。搅拌头被视为是搅拌摩擦焊的“心脏”，是搅拌摩擦焊得以顺利实施的关键工件。搅拌摩擦焊焊接过程中，高速旋转的搅拌针插入工件的接缝处，轴肩贴住工件，依靠搅拌针的搅拌作用和轴肩的摩擦作用，从而使连接部位的材料温度升高软化搅合在一起，形成致密的接头。
现有技术的搅拌头在焊接过程中软化的金属易粘附在轴肩表面，现有的轴肩结构无法将粘附的铝屑排出，一旦金属过多后，金属与工件之间会发生刮擦，从而影响搅拌头的移动，也同样将工件的表面刮花，影响其质量，且现在工件之间的缝隙在一侧搅合后还需要对另一侧缝隙进行搅合，这时一般需要将工件拆卸下，再进行夹紧，该过程会造成工件之间的缝隙和搅拌头之间不对齐，因此需要进行调整，影响工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能快速的除去粘在轴肩上的金属，保证摩擦，并在工件翻面后，两者之间的缝隙还是能正对于搅拌头，增加工作效率。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种搅拌摩擦焊接工具和搅拌摩擦焊接装置，包括焊接工具和焊接装置，所述焊接工具包括搅拌头和驱动机构，搅拌头安装于焊接的夹具上，搅拌头的轴肩外部设有一块以上的刮板，搅拌头的外部套有套管，刮板的外侧均垂直安装有固定杆，固定杆一端均通过螺栓锁紧固定于刮板上，套管通过驱动机构驱动；
作为优选的技术方案，驱动机构包括减速电机、齿轮和一块以上的凸齿，一块以上的凸齿呈环形结构安装于套管的外壁面上，减速电机通过固定架安装于夹具上，齿轮安装于减速电机的转轴上，齿轮与凸齿啮合连接。
作为优选的技术方案，搅拌头的外圈面上均向内凹陷形成一个以上呈环形结构的定位槽，套管的内壁面正对于定位槽处均安装有定位环，定位环均活动安装于定位槽中。
作为优选的技术方案，刮板朝向轴肩的一端面均呈弧形状设置，其弧形程度和轴肩外壁的弧形程度相同，刮板上的弧形面均与轴肩的外壁面相触。
本发明还提供了一种焊接装置，包括上述焊接工具、底板、一块以上的电磁铁和固定板、一个以上的固定环和压紧机构，固定环一左一右安装于底板上端，固定板均设置于固定环中，固定环的内环面上设有环形槽，固定板的外圈活动安装于环形槽中，电磁铁和压紧机构均安装于固定板的内侧面上，电磁铁和压紧机构之间均放有工件，工件通过电磁铁吸附及压紧机构压紧固定，固定环的外圈面上安装有将固定板固定的定位机构。
作为优选的技术方案，压紧机构均包括固定块、手拧螺栓、压块和轴承，固定块一端均安装于固定板上，固定块上均设有第一螺丝孔，手拧螺栓均螺纹连接于第一螺丝孔中，轴承均嵌入式安装于压块上，手拧螺栓一端均安装于轴承的内圈中，压块一端均与工件的外壁面相抵。
作为优选的技术方案，定位机构均包括螺杆和手轮，固定板的两侧均设有第二螺丝孔，固定环的外圈面上设有圆孔，螺杆一端均穿过圆孔拧入对应的第二螺丝孔中，手轮均安装于螺杆的另一端上，圆孔的内径均与螺杆的直径相匹配。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，在轴肩贴着工件移动时，通过驱动机构能带动刮板不定时的转动，通过转动的刮板能有效的刮去粘在轴肩上的金属，避免因粘连的金属过多而影响移动，也避免了将工件的表面刮花，并且在工件的一侧搅合后，无需拆卸工件，只需180°的旋转固定板，就能使工件另一侧的缝隙正对于搅拌头，无需进行调整，大大的增加了效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例一种搅拌摩擦焊接工具的结构示意图；
图2为本发明实施例一种搅拌摩擦焊接装置的整体结构示意图；
图3为本发明实施例部分结构的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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。
如图1所示，本发明的一种搅拌摩擦焊接工具，包括搅拌头2和驱动机构，搅拌头2安装于焊接的夹具1上，搅拌头2的轴肩外部设有一块以上的刮板9，搅拌头2的外部套有套管6，刮板9的外侧均垂直安装有固定杆8，固定杆8一端均通过螺栓锁紧固定于刮板9上，套管6通过驱动机构驱动；
如图2-图3所示，本发明的一种搅拌摩擦焊接装置，包括所述焊接工具、底板21、一块以上的电磁铁18和固定板12、一个以上的固定环11和压紧机构，固定环11一左一右安装于底板21上端，固定板12均设置于固定环11中，固定环11的内环面上设有环形槽，固定板12的外圈活动安装于环形槽中，电磁铁18和压紧机构均安装于固定板12的内侧面上，电磁铁18和压紧机构之间均放有工件22，工件22通过电磁铁吸附及压紧机构压紧固定，固定环11的外圈面上安装有将固定板固定的定位机构。
本实施例中，驱动机构包括减速电机4、齿轮5和一块以上的凸齿3，一块以上的凸齿3呈环形结构安装于套管6的外壁面上，减速电机4通过固定架安装于夹具1上，齿轮5安装于减速电机4的转轴上，齿轮5与凸齿3啮合连接；其中，该齿轮只有1/2，因此旋转一圈只能带动刮板转半圈，降低了刮板旋转的圈数，避免因过于刮擦而造成轴肩的损坏磨损。
本实施例中，压紧机构均包括固定块14、手拧螺栓13、压块17和轴承，固定块14一端均安装于固定板12上，固定块14上均设有第一螺丝孔，手拧螺栓13均螺纹连接于第一螺丝孔中，轴承均嵌入式安装于压块17上，手拧螺栓13一端均安装于轴承的内圈中，压块17一端均与工件22的外壁面相抵。
本实施例中，定位机构均包括螺杆15和手轮16，固定板12的两侧均设有第二螺丝孔19，固定环11的外圈面上设有圆孔，螺杆15一端均穿过圆孔拧入对应的第二螺丝孔中，手轮16均安装于螺杆15的另一端上，圆孔的内径均与螺杆15的直径相匹配，避免了螺杆在圆孔中晃动，避免了螺杆的定位效果，螺杆在定位后，能将固定板也定位，避免了固定板的转动而影响搅合效果。
本实施例中，搅拌头2的外圈面上均向内凹陷形成一个以上呈环形结构的定位槽，套管6的内壁面正对于定位槽处均安装有定位环7，定位环7均活动安装于定位槽中，避免了套管从搅拌头上掉落。
本实施例中，刮板9朝向轴肩的一端面均呈弧形状设置，其弧形程度和轴肩外壁的弧形程度相同，刮板9上的弧形面均与轴肩的外壁面相触。
本具体实施使用时，将工件设置于压紧机构和电磁铁直接，在工件之间相抵后，先将电磁铁供电，通过电磁铁能吸附能将工件进行预固定，再旋转手拧螺栓，使手拧螺栓沿着第一螺丝孔移动，手拧螺栓的移动带动了压块，直至使压块压在工件上，通过压块和电磁铁之间的挤压能再次的固定工件，保证其稳定性；
上述完成后，焊机可向下移动搅拌头，直至与工件之间的缝隙接触，并通过搅拌头将缝隙搅合，在搅合的过程中可不定时的启动减速电机，减速电机的旋转带动了齿轮，齿轮则带动了凸齿和套管，使套管沿着定位槽旋转，套管的旋转带动了固定杆和刮板，通过旋转的刮板能有效的刮去粘在轴肩表面的金属，避免了因金属过多而影响搅拌头的移动及将工件刮花，该刮板与轴肩外漏的部分接触，轴肩嵌在工件内部的一部分不接触，因此不影响轴肩的移动，同时刮板的底面与工件之间也不接触，避免了将工件刮花；
在工件一侧的缝隙搅合完成后，可拧出螺杆，在失去螺杆的定位后，固定板能在环形槽中转动，直至使工件旋转180°，完成后，重新的将螺杆拧入另一侧的第二螺丝孔中，将固定板定位，该操作无需拆卸工件，并在旋转后，工件另一侧的缝隙还是会正对于搅拌头，因此也无需进行调整，从而大大的降低了步骤，增加了效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：包括搅拌头（2）和驱动机构，搅拌头（2）安装于焊接的夹具（1）上，搅拌头（2）的轴肩外部设有一块以上的刮板（9），搅拌头（2）的外部套有套管（6），刮板（9）的外侧均垂直安装有固定杆（8），固定杆（8）一端均通过螺栓锁紧固定于刮板（9）上，套管（6）通过驱动机构驱动。
2.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：驱动机构包括减速电机（4）、齿轮（5）和一块以上的凸齿（3），一块以上的凸齿（3）呈环形结构安装于套管（6）的外壁面上，减速电机（4）通过固定架安装于夹具（1）上，齿轮（5）安装于减速电机（4）的转轴上，齿轮（5）与凸齿（3）啮合连接。
3.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：搅拌头（2）的外圈面上均向内凹陷形成一个以上呈环形结构的定位槽，套管（6）的内壁面正对于定位槽处均安装有定位环（7），定位环（7）均活动安装于定位槽中。
4.如权利要求1所述的搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：刮板（9）朝向轴肩的一端面均呈弧形状设置，其弧形程度和轴肩外壁的弧形程度相同，刮板（9）上的弧形面均与轴肩的外壁面相触。
5.一种搅拌摩擦焊接装置，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的焊接工具、底板（21）、一块以上的电磁铁（18）和固定板（12）、一个以上的固定环（11）和压紧机构，固定环（11）一左一右安装于底板（21）上端，固定板（12）均设置于固定环（11）中，固定环（11）的内环面上设有环形槽，固定板（12）的外圈活动安装于环形槽中，电磁铁（18）和压紧机构均安装于固定板（12）的内侧面上，电磁铁（18）和压紧机构之间均放有工件（22），工件（22）通过电磁铁吸附及压紧机构压紧固定，固定环（11）的外圈面上安装有将固定板固定的定位机构。
6.如权利要求5所述的搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：压紧机构均包括固定块（14）、手拧螺栓（13）、压块（17）和轴承，固定块（14）一端均安装于固定板（12）上，固定块（14）上均设有第一螺丝孔，手拧螺栓（13）均螺纹连接于第一螺丝孔中，轴承均嵌入式安装于压块（17）上，手拧螺栓（13）一端均安装于轴承的内圈中，压块（17）一端均与工件（22）的外壁面相抵。
7.如权利要求3所述的搅拌摩擦焊接工具，其特征在于：定位机构均包括螺杆（15）和手轮（16），固定板（12）的两侧均设有第二螺丝孔（19），固定环（11）的外圈面上设有圆孔，螺杆（15）一端均穿过圆孔拧入对应的第二螺丝孔中，手轮（16）均安装于螺杆（15）的另一端上，圆孔的内径均与螺杆（15）的直径相匹配。
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