CN113953649B - 一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置及安装拆卸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置及安装拆卸方法,涉及搅拌摩擦焊接技术领域,包括垫板、可回抽式搅拌针、传动销、搅拌针连接杆组件和电主轴,电主轴内设有搅拌针连接杆组件,搅拌针连接杆组件一端传动连接有传动销,搅拌针连接杆组件一端端部与可回抽式搅拌针传动连接,可回抽式搅拌针另一端与垫板相连接,电主轴带动搅拌针连接杆组件旋转带动搅拌针旋转;可回抽式搅拌针设于磁场分立式回抽搅拌头中空部位,可回抽搅拌针上端设有滑动调节装置,滑动调节装置带动可回抽搅拌针上下位移,辅助电磁搅拌力充分搅拌塑性金属,安装和拆卸方便,通过调整滑动调节装置的弹簧和传动滑块组件、减速轴承组件的相对距离实现搅拌回抽式焊接。

Description

一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置及安装拆卸方法
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域,具体涉及一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置及安装拆卸方法。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种固相连接技术。焊接结束时搅拌针的提起会在焊缝末端留下匙孔,在工程应用过程中解决匙孔问题是非常必要的。目前对薄板进行搅拌摩擦焊时,主要为搅拌针固定式焊接方法,匙孔问题仍是一大技术难题。采用熔化焊填补的方法,由于焊接热输入较高,导致焊缝组织粗大力学性能较差且薄板变形较大;采用填充式搅拌摩擦焊接方法,由于需要较大的压力将塞棒压入旋转为塑性状态,无法填充薄板;采用引出板,使匙孔不留在工件上,该方法一方面造成了材料的浪费,另一方面无法用于环焊缝和密封T型接头等情况的焊接。
采用回抽式搅拌摩擦焊接方法,在焊接结束阶段通过将搅拌针的提起,进而将匙孔问题得到妥善解决。具有如下优点:(1)一种固相修复技术,焊接变形小;(2)通过回抽搅拌针消除,无需二次加工,提高生产效率;(3)除焊接常规焊接结构外,还可焊接环焊缝和密封T型接头。在中国专利CN 101574756A中公开了电磁振动搅拌磨摩擦焊接搅拌头及其焊接方法,其通过在搅拌头上的环形台阶放置磁铁、衔铁、板弹簧和振动传动杆构成的电磁振动器,引入电刷和导线进行电流加载,给电磁铁通电后,衔铁在磁铁吸引力下沿电磁铁轴反复运动,在焊接时焊缝产生涡流,进而增加焊接热输入。
中国专利201420697629.1中公开了一种分体式可回抽搅拌头,通过联轴器与回抽芯紧固连接,控制搅拌针的旋转与位移。该装置需要单独的电机带动搅拌针的旋转;联轴器采用间隙配合,具有误差。因此,目前的回抽装置主要存在的问题有:(1)薄板需要更加精密的齿轮控制位移,齿轮易损坏,不适宜高转速搅拌磨檫焊接;(2)回抽装置体积大、转动惯量大,无法达到高转速,不适宜高转速搅拌磨檫焊接;(3)联轴器具有间隙,对厚板焊接尚且可以,但对薄板容差性低,不适宜高转速搅拌摩擦焊接。
可见,采用回抽搅拌摩擦焊时,存在着以下几个问题:(1)现有的电磁振动搅拌摩擦焊接搅拌头及其焊接方法,通过旋转搅拌头接触电刷产生振动磁场,在焊接区域仅产生涡流加热的作用; (2) 焊接过程中除了原有的搅拌摩擦机械搅拌做功,还需要电能; (3)在搅拌摩擦焊接过程中,需要对搅拌摩擦头进行通电产生电磁振动,增加了危险性;(4) 由于搅拌摩擦焊接温度较高,磁铁会达到居里点,却无法降温导致磁场振动作用降低,效果大打折扣;(5) 在高的转速下和冲载力的共同作用下,单一的角接触球轴承减速摩擦发出尖锐的声响,球轴承寿命也较低;(6)现有的传动方式,传动结构制作较为复杂,位于电主轴顶部,破裂甩出,存在危险性,必须要在高精度下才能进行传动和轴向位移。
(7)回抽搅拌摩擦焊接,在焊接结束搅拌针回抽阶段,由于搅拌针针长的缩短,焊缝焊核区域的搅拌减少,导致焊缝力学性能下降,目前在搅拌摩擦焊接增加的辅助磁场,主要是嵌入在电主轴中,设备体积庞大,适配性较低,还需要输入高频电流,增加了能源的消耗。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置及安装拆卸方法,辅助电磁搅拌力充分搅拌塑性金属,安装和拆卸方便,通过调整滑动调节装置的弹簧和传动滑块组件、减速轴承组件的相对距离实现搅拌回抽式焊接。
为了解决上述问题,本发明提供了一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,包括垫板、可回抽式搅拌针、传动销、搅拌针连接杆组件和电主轴,所述电主轴内设有搅拌针连接杆组件,所述搅拌针连接杆组件一端传动连接有传动销,所述搅拌针连接杆组件一端端部与可回抽式搅拌针传动连接,所述可回抽式搅拌针另一端与垫板相连接,所述电主轴带动搅拌针连接杆组件旋转带动搅拌针旋转;所述可回抽式搅拌针设于磁场分立式回抽搅拌头中空部位,所述可回抽式搅拌针上端设有滑动调节装置,所述滑动调节装置带动可回抽式搅拌针上下位移;
所述滑动调节装置包括传动滑块组件、下减速轴承组件、上减速轴承组件和推杆,所述搅拌针连接杆组件穿过传动滑块组件,连接杆组件顶部连接下减速轴承组件,下减速轴承组件上面有上减速轴承组件,所述上减速轴承组件设有推杆,通过推杆向下压缩上减速轴承组件,穿过连接杆的弹簧向上抵住下减速轴承组件;所述可回抽式搅拌针在弹簧、传动滑块组件、下减速轴承组件、上减速轴承组件和推杆的共同作用下上下位移,所述电主轴顶部安装第二弹簧,所述电主轴外端套设有ER夹头,通过推杆向下压缩上减速轴承组件,穿过搅拌针连接杆组件的弹簧向上抵住下减速轴承;在水冷非导磁的垫板配合下进行焊接时,电主轴带动磁场分立式回抽搅拌头旋转,可回抽式搅拌针在弹簧、传动滑块和推杆的作用下上下位移。
作为优选地,所述磁场分立式回抽搅拌头包括:搅拌头轴肩、搅拌头夹持台阶和连接杆安装孔,所述搅拌头轴肩开设有连接杆安装孔,所述连接杆安装孔为圆孔或方孔或扇形孔,所述搅拌头轴肩上设有搅拌头夹持台阶,所述搅拌头夹持台阶上套设有方型磁铁与减震环,所述减震环与方型磁铁的叠加厚度与台阶厚度一致,搅拌头轴肩侧端安装储水囊,所述垫板上安装有磁条,所述垫板一侧设有喷嘴,所述磁场分立式回抽搅拌头采用导磁材料,通过在搅拌头外径拥有一个搅拌头夹持台阶,并在磁场分立式回抽搅拌头轴肩打孔,形状可以是圆形、扇形和矩形,打孔位置相对轴肩中心成圆周整列90°或120°分布,并在打孔处塞入非导磁性高熔点材料,减震环内径采用导磁材料,外径采用弹性材料,
作为优选地,所述护磁储水囊安装在磁场分立式回抽搅拌头弧度最外端,在焊接过程中对搅拌头喷洒水雾,在离心力的作用下储水,储水囊吸收的水对搅拌头进行降温,防止磁铁达到居里点,保证磁场分立式回抽搅拌头在非导磁垫板的支撑下旋转并在搅拌头掏空的轴肩部分产生涡流。
作为优选地,所述传动滑块组件包括设于传动滑块上端的固定磁铁安装槽、设于传动滑块中端的连接杆穿孔、设于传动滑块下端的连接杆轨道和传动滑块,所述固定磁铁安装槽内安装固定磁铁,所述传动滑块的外径与磁场分立式回抽搅拌头夹持部分直径一致,滑动销的长度大于连接杆在该部位的直径小于传动滑块的直径,传动滑块底部有一个圆孔,可放置磁环,用于吸附在磁场分立式回抽搅拌头加持面上,便于安装。
作为优选地,搅拌针连接杆组件包括设于搅拌针连接杆的下端的搅拌针固定孔、设于搅拌针连接杆的中端的滑块传动孔、设于搅拌针连接杆的上端的下轴承传动孔和搅拌针连接杆,所述搅拌针固定孔固定安装可回抽式搅拌针,所述滑块传动孔与传动销直径滑动配合,所述下轴承传动孔与卡套销适配连接,所述卡套销安装有卡簧,所述下轴承传动孔长度小于下减速轴承组件的直径。
作为优选地,所述下减速轴承组件包括卡套销孔、连接杆固定孔、下球轴承固定孔和下减速轴承,所述卡套销孔与卡套销适配连接,所述卡套销孔孔径与卡套销直径一致,所述连接杆固定孔插搅拌针连接杆顶部进行滑动配合,所述下球轴承固定孔内插接下减速轴承,下球轴承固定孔与下减速轴承过盈配合。
作为优选地,所述上减速轴承组件包括上球轴承固定孔、推杆连接螺纹和上减速轴承,所述上球轴承固定孔与上减速轴承进行过盈配合,推杆连接螺纹与推杆通过左旋螺纹旋紧。所述上下减速轴承固定在上下球轴承固定孔或轴承窝固定销里,下轴承窝底部有一个凹槽,用于放置轴承窝销,轴承窝销长度大于该部位连接杆直径小于下轴承窝底部直径,上减速轴承固定在上轴承窝内部,推杆采用左旋螺纹与上轴承窝螺纹连接,连接杆向上部抵住下轴承窝,推杆向下抵住上轴承窝,两个减速轴承通过传动棒进行双重降速。
作为优选地,上减速轴承与下减速轴承之间安装传动棒,所述传动滑块与轴承之间进行的是滑动配合,传动棒中心直径略大于轴承中心孔直径。
作为优选地,所述方型磁铁上端设有固定磁铁,所述弹簧的上端套接于可滑动非导磁体外端,所述弹簧的下端与弹簧上端的呈交叉设置。
作为优选地,所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置的安装拆卸方法,其特征在于,包括如下步骤:
Step1:清点各部分构件,部件之间去除污垢并添加润滑油;
Step2:磁场分立式回抽搅拌头侧端安装储水囊,搅拌头夹持台阶安装减震环和方型磁铁,使用固定磁铁使磁场分立式回抽搅拌头吸附在安装到传动滑块处;
Step3:电主轴顶部安装第二弹簧,将搅拌针连接杆处固定磁场分立式回抽搅拌头并安装搅拌针销,下轴承传动孔处安装卡套销,搅拌针连接杆插入电主轴中心部位;
Step4:滑块传动孔处安装传动销,安装磁场分立式回抽搅拌头并保证滑块传动孔穿入传动滑块,将磁场分立式回抽搅拌头以及传动滑块固定在电主轴上;
Step5:按照由下至上的方向,将卡套销孔由搅拌针连接杆顶部上至下插入卡套销中,连接杆固定孔与下减速轴承过盈配合,传动棒插入下球轴承固定孔中心处,上减速轴承与上球轴承固定孔过盈配合,上减速轴承与下减速轴承之间安装传动棒,推杆通过螺纹扭入推杆连接螺纹;
Step6:固定步进电机向下顶住推杆同时弹簧7向上顶住搅拌针连接杆趋于一个稳定阶段;
Step7:在焊接过程中向非导磁的垫板通水,以及在焊接过程中碰水保证焊接过程中的磁性;
Step8:此时回抽式的磁场辅助搅拌摩擦装置的组装过程结束;
本发明的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置拆卸的流程:
Step9去除步进电机固定装置;
Step10:沿着搅拌针轴向向上推动下减速轴承组件,拔出第二弹簧;
Step11:旋出安装在电主轴上的磁场分立式回抽搅拌头与传动滑块;
Step12:拔出连接杆的传动销;
Step13:拔出搅拌针连接杆,抽出搅拌针销以及卡套销。
采用上述结构,其有益效果在于:
(1) 磁场分立式回抽搅拌头旋转,产生电磁搅拌力,不仅能够产热,还能够增加塑性金属搅拌,进而细化焊缝晶粒组织;
(2) 只需要在搅拌头上安装方型磁铁并在搅拌头轴肩打孔,旋转即可产生电磁搅拌力,安全性高;
(3) 在原有搅拌摩擦焊接的基础上改动和添加磁环,无需其他能源,节能清洁;
(4) 在磁场分立式回抽搅拌头产热的作用下,拥有护磁出水囊,保证强磁的居里点;
(5) 电主轴安装在ER夹头处,结构精巧、易于制作并且安全性高;
(6) 双减速轴承减速,降低了焊接的噪音、提高了减速轴承的使用寿命;
(7) 通过调整滑动调节装置的弹簧和传动滑块组件、减速轴承组件的相对距离实现搅拌回抽式焊接。
附图说明
图1为本发明回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置的结构示意图;
图2为磁场分立式回抽搅拌头结构示意图;
图3为传动滑块组件示意图;
图4为图3中A-A的剖面图;
图5为搅拌针连接杆组件结构示意图;
图6为下减速轴承组件的结构示意图;
图7为图6中B-B的剖面图;
图8为上减速轴承组件的结构示意图;
图9为图8中C-C的剖面图;
图10为可滑动非导磁体的结构示意图;
图11为可滑动非导磁体的主视图。
图中:1-磁条;2-垫板;3-磁场分立式回抽搅拌头;3-1轴肩;3-2磁环安装台阶;3-3连接杆安装孔;4-护磁储水囊;5-可回抽式搅拌针;6-喷嘴;7-弹簧;8-方型磁铁;9-ER夹头;10-固定磁铁;11-传动滑块组件;11-1为固定磁铁安装处;11-2为连接杆穿孔;11-3为连接杆轨道;11-4为传动滑块;12-传动销;13-搅拌针连接杆组件;13-1为搅拌针固定孔;13-2为滑块传动孔;13-3为下轴承传动孔;13-4搅拌针连接杆;14-电主轴;15-第二弹簧;16-卡套;17卡簧;18-卡套销;19-可滑动非导磁体;20-下减速轴承组件;20-1卡套销孔、20-2为连接杆固定孔、20-3为下球轴承固定孔;21-下减速轴承;22 传动棒;23上减速轴承;23-1为上球轴承固定孔、23-2为推杆连接螺纹;23-3上减速轴承;24推杆。
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解释说明。
如图1至图11所示,本发明的一种回抽式减速降噪的磁场辅助搅拌摩擦焊接方法及装置,包括磁场分立式回抽搅拌头3,是通过在搅拌头本体采用导磁材料,并在磁环安装台阶3-2处安装方型磁铁8,并在轴肩3-1打连接杆安装孔3-3,形状可以是圆形、扇形和矩形,位置相对轴肩中心成圆周阵列90°或120°分布,在打孔处填充非导磁高熔点材料,磁场分立式回抽搅拌头中空部位插入搅拌针连接杆13-4底部配合的磁场分立式回抽搅拌头3,搅拌针连接杆穿过传动滑块13-4,连接杆顶部12-2连接下减速轴承19,下减速轴承19上面有上减速轴承22,通过推杆23向下压缩上减速轴承22,穿过连接杆12的弹簧14向上抵住下减速轴承19;在工作时磁场分立式回抽搅拌头旋转带动非均匀磁场旋转,在水冷非导磁垫板2配合下进行焊接,产生电磁搅拌力,所述可回抽式搅拌针5在弹簧7、传动滑块组件11、下减速轴承组件20、上减速轴承组件23和推杆24的共同作用下上下位移。
如图2所示,磁场分立式回抽搅拌头3包括:在搅拌头轴肩3-1处打孔,孔洞可以是圆孔、方孔和扇形孔均可以,孔洞之间的夹角也可采用120°或90°,不同的空洞形状以及位置可以产生不同的磁搅拌强度及热量,磁环安装台阶3-2,在该处安装方型磁铁8与减震环,所述减震环与方型磁铁的叠加厚度与台阶厚度一致,方型磁铁采用高温磁铁,减震环减少方型磁铁8直接受到的震动以及磁铁直接接触到的温度,打连接杆安装孔3-3内可回抽式搅拌针5与磁场分立式回抽搅拌头3在该处进行下压与回抽。
如图3、图4所示,传动滑块组件11的结构包括:为固定磁铁安装处11-1安装固定磁铁10,便于安装;连接杆穿孔11-2保证搅拌针连接杆13-4下部与电主轴14的同心度;连接杆轨道11-3使搅拌针连接杆13的传动销12在电主轴14旋转带动可回抽式搅拌针5旋转传递传动扭矩的同时能够进行上下的滑动,此结构具有较强的适配性,但此结构也可以直接在搅拌头的打连接杆安装孔3-3处切槽代替传动滑块的结构。
如图5所示,搅拌针连接杆组件包括搅拌针固定孔13-1,孔洞直径与搅拌针销直径滑动配合,13-2为滑块传动孔,孔洞直径与传动销12直径滑动配合同时传动销的直径与传动滑块的直径一致,13-3为下轴承传动孔,直径与卡套销18直径一致,下轴承传动孔13-3长度小于卡套销孔20-1直径,不仅能够进行适当传动,也便于安装拆卸。
如图6、图7所示,下减速轴承组件20包括卡套销孔20-1、连接杆固定孔20-2、下球轴承固定孔20-3和下减速轴承21,所述卡套销孔20-1与卡套销18适配连接,所述卡套销孔20-1孔径与卡套销18直径一致,所述连接杆固定孔20-2插搅拌针连接杆13-4顶部进行滑动配合,所述下球轴承固定孔20-3内插接下减速轴承21,下球轴承固定孔20-3与下减速轴承21过盈配合。
如图8、图9所示,所述上减速轴承组件23包括上球轴承固定孔23-1、推杆连接螺纹23-2和上减速轴承23-3,所述上球轴承固定孔23-1与上减速轴承23-3进行过盈配合,推杆连接螺纹23-2与推杆24通过左旋螺纹旋紧。
如6、图7、图8、图9所示,上减速轴承23-3与下减速轴承21之间安装传动棒22,所述传动滑块11-4与轴承之间进行的是滑动配合,传动棒22中心直径略大于轴承中心孔直径。上下轴承双重降速降低噪音的同时,提高了使用寿命。
如图10、图11所示,磁铁8下端为方型磁铁,下端弹簧7以及上端弹簧7和可滑动非导磁体19在焊接时构成一个一个稳定的状态,满足关系式:ω2={k2Δx2-k1Δx1-mgcotθ} /m2r2m磁为磁体重量;m1为机械自适应调节装置质量;k1为下弹簧弹力系数;k2为上弹簧弹力系数;F为磁铁和机械自适应调节装置之间的力。具体推导如下:对于磁铁:
Fsinθ+mg=k1Δx;
对于机械自调节装置:
Fsinθ=m2g;
Fcosθ+m22=k1Δx。
ω2={k2Δx2-k1Δx1-mgcotθ} /m2r2,满足转速与磁场强度的匹配关系。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下通过具体的安装拆卸方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。
具体安装拆卸过程为:首先清点各部分构件,部件之间去除污垢并添加润滑油;磁场分立式回抽搅拌头3侧端安装储水囊4,搅拌头夹持台阶3-2安装减震环和方型磁铁8,使用固定磁铁10使磁场分立式回抽搅拌头3吸附在安装到传动滑块11-4处;电主轴14顶部安装第二弹簧15,将搅拌针连接杆13-4处固定磁场分立式回抽搅拌头3并安装搅拌针销,下轴承传动孔13-3处安装卡套销18,搅拌针连接杆13-4插入电主轴14中心部位;滑块传动孔13-2处安装传动销12,安装磁场分立式回抽搅拌头3并保证滑块传动孔13-2穿入传动滑块11-4,将磁场分立式回抽搅拌头3以及传动滑块11-4固定在电主轴14上;按照由下至上的方向,将卡套销孔20-1由搅拌针连接杆13-4顶部上至下插入卡套销18中,连接杆固定孔20-2与下减速轴承21过盈配合,传动棒22插入下球轴承固定孔20-3中心处,上减速轴承23-3与上球轴承固定孔23-1过盈配合,上减速轴承23-3与下减速轴承21之间安装传动棒22,推杆24通过螺纹扭入推杆连接螺纹23-2;固定步进电机向下顶住推杆24同时弹簧7向上顶住搅拌针连接杆13-4趋于一个稳定阶段;在焊接过程中向非导磁的垫板2通水,以及在焊接过程中碰水保证焊接过程中的磁性;此时回抽式的磁场辅助搅拌摩擦装置的组装过程结束;接着去除步进电机固定装置;沿着搅拌针轴向向上推动下减速轴承组件20,拔出第二弹簧15;旋出安装在电主轴上的磁场分立式回抽搅拌头3与传动滑块11-4;拔出连接杆的传动销12;拔出搅拌针连接杆13-4,抽出搅拌针销以及卡套销18。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”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。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,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在本发明中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所述发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,包括垫板(2)、可回抽式搅拌针(5)、传动销(12)、搅拌针连接杆组件(13)和电主轴(14),所述电主轴(14)内设有搅拌针连接杆组件(13),所述搅拌针连接杆组件(13)一端传动连接有传动销(12),所述搅拌针连接杆组件(13)一端端部与可回抽式搅拌针(5)传动连接,所述可回抽式搅拌针(5)另一端与垫板(2)相连接,所述电主轴(14)带动搅拌针连接杆组件(13)旋转带动可回抽式搅拌针(5)旋转;其特征在于:所述可回抽式搅拌针(5)设于磁场分立式回抽搅拌头(3)中空部位,所述可回抽式搅拌针(5)上端设有滑动调节装置,所述滑动调节装置带动可回抽式搅拌针(5)上下位移;通过在磁场分立式回抽搅拌头(3)外径拥有一个搅拌头夹持台阶,并在磁场分立式回抽搅拌头(3)轴肩打孔,形状可以是圆形、扇形和矩形,打孔位置相对轴肩中心成圆周整列90°或120°分布,并在打孔处塞入非导磁性高熔点材料;
所述滑动调节装置包括传动滑块组件(11)、下减速轴承组件(20)、上减速轴承组件(23)和推杆(24),所述搅拌针连接杆组件(13)穿过传动滑块组件(11),搅拌针连接杆组件(13)顶部连接下减速轴承组件(20),下减速轴承组件(20)上面有上减速轴承组件(23),所述上减速轴承组件(23)设有推杆(24),通过推杆(24)向下压缩上减速轴承组件(23),穿过搅拌针连接杆组件(13)的弹簧(7)向上抵住下减速轴承组件(20);所述可回抽式搅拌针(5)在弹簧(7)、传动滑块组件(11)、下减速轴承组件(20)、上减速轴承组件(23)和推杆(24)的共同作用下上下位移,所述电主轴(14)顶部安装第二弹簧(15),所述电主轴(14)外端套设有ER夹头(9);
所述磁场分立式回抽搅拌头(3)包括:搅拌头轴肩(3-1)、搅拌头夹持台阶(3-2)和连接杆安装孔(3-3),所述搅拌头轴肩(3-1)开设有连接杆安装孔(3-3),所述连接杆安装孔(3-3)为圆孔或方孔或扇形孔,所述搅拌头轴肩(3-1)上设有搅拌头夹持台阶(3-2),所述搅拌头夹持台阶(3-2)上套设有方型磁铁(8)与减震环,所述减震环与方型磁铁(8)的叠加厚度与台阶厚度一致,搅拌头轴肩(3-1)侧端安装储水囊(4),所述垫板(2)上安装有磁条(1),所述垫板(2)一侧设有喷嘴(6)。
2.根据权利要求1所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:所述传动滑块组件(11)包括设于传动滑块上端的固定磁铁安装槽(11-1)、设于传动滑块中端的连接杆穿孔(11-2)、设于传动滑块下端的连接杆轨道(11-3)和传动滑块(11-4),所述固定磁铁安装槽(11-1)内安装固定磁铁(10)。
3.根据权利要求2所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:搅拌针连接杆组件(13)包括设于搅拌针连接杆的下端的搅拌针固定孔(13-1)、设于搅拌针连接杆的中端的滑块传动孔(13-2)、设于搅拌针连接杆的上端的下轴承传动孔(13-3)和搅拌针连接杆(13-4),所述搅拌针固定孔(13-1)固定安装可回抽式搅拌针(5),所述滑块传动孔(13-2)与传动销(12)直径滑动配合,所述下轴承传动孔(13-3)与卡套销(18)适配连接,所述卡套销(18)安装有卡簧,所述下轴承传动孔(13-3)长度小于下减速轴承组件(20)的直径。
4.根据权利要求3所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:所述下减速轴承组件(20)包括卡套销孔(20-1)、连接杆固定孔(20-2)、下球轴承固定孔(20-3)和下减速轴承(21),所述卡套销孔(20-1)与卡套销(18)适配连接,所述卡套销孔(20-1)孔径与卡套销(18)直径一致,所述连接杆固定孔(20-2)插搅拌针连接杆(13-4)顶部进行滑动配合,所述下球轴承固定孔(20-3)内插接下减速轴承(21),下球轴承固定孔(20-3)与下减速轴承(21)过盈配合。
5.根据权利要求4所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:所述上减速轴承组件(23)包括上球轴承固定孔(23-1)、推杆连接螺纹(23-2)和上减速轴承(23-3),所述上球轴承固定孔(23-1)与上减速轴承(23-3)进行过盈配合,推杆连接螺纹(23-2)与推杆(24)通过左旋螺纹旋紧。
6.根据权利要求5所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:上减速轴承(23-3)与下减速轴承(21)之间安装传动棒(22),所述传动滑块(11-4)与轴承之间进行的是滑动配合,传动棒(22)中心直径略大于轴承中心孔直径。
7.根据权利要求6所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置,其特征在于:所述方型磁铁(8)上端设有固定磁铁(10),上端的弹簧(7)套接于可滑动非导磁体(19)外端,下端的弹簧(7)以及上端的弹簧(7)呈交叉设置。
8.根据权利要求7所述的回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置的安装拆卸方法,其特征在于,包括如下步骤:
Step1:清点各部分构件,部件之间去除污垢并添加润滑油;
Step2:磁场分立式回抽搅拌头(3)侧端安装储水囊(4),搅拌头夹持台阶(3-2)安装减震环和方型磁铁(8),使用固定磁铁(10)使磁场分立式回抽搅拌头(3)吸附在安装到传动滑块(11-4)处;
Step3:电主轴(14)顶部安装第二弹簧(15),将搅拌针连接杆(13-4)处固定磁场分立式回抽搅拌头(3)并安装搅拌针销,下轴承传动孔(13-3)处安装卡套销(18),搅拌针连接杆(13-4)插入电主轴(14)中心部位;
Step4:滑块传动孔(13-2)处安装传动销(12),安装磁场分立式回抽搅拌头(3)并保证滑块传动孔(13-2)穿入传动滑块(11-4),将磁场分立式回抽搅拌头(3)以及传动滑块(11-4)固定在电主轴(14)上;
Step5:按照由下至上的方向,将卡套销孔(20-1)由搅拌针连接杆(13-4)顶部上至下插入卡套销(18)中,连接杆固定孔(20-2)与下减速轴承(21)过盈配合,传动棒(22)插入下球轴承固定孔(20-3)中心处,上减速轴承(23-3)与上球轴承固定孔(23-1)过盈配合,上减速轴承(23-3)与下减速轴承(21)之间安装传动棒(22),推杆(24)通过螺纹扭入推杆连接螺纹(23-2);
Step6:固定步进电机向下顶住推杆(24)同时下端的弹簧(7)向上顶住搅拌针连接杆(13-4)趋于一个稳定阶段;
Step7:在焊接过程中向非导磁的垫板(2)通水,以及在焊接过程中碰水保证焊接过程中的磁性;
Step8:此时回抽式的磁场辅助搅拌摩擦装置的组装过程结束;
回抽式磁场辅助搅拌摩擦焊接装置拆卸的流程:
Step9去除步进电机固定装置;
Step10:沿着搅拌针轴向向上推动下减速轴承组件(20),拔出第二弹簧(15);
Step11:旋出安装在电主轴上的磁场分立式回抽搅拌头(3)与传动滑块(11-4);
Step12:拔出连接杆的传动销(12);
Step13:拔出搅拌针连接杆(13-4),抽出搅拌针销以及卡套销(18)。
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