CN201519838U - 一种搅拌摩擦焊的回抽装置 - Google Patents

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栾国红
柴鹏
马宏伟
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Abstract

本实用新型属于焊接技术，涉及对一种搅拌摩擦焊的回抽装置的改进。回抽装置包括主轴，拉杆，搅拌针，螺旋升降机。其特征是贯通内腔的主轴与刀柄连接，轴肩从刀柄前端的中心孔伸出，搅拌针置于轴肩的内腔中，并从轴肩前端伸出，搅拌针的外圆周表面开槽，槽内置入键，轴肩内开有与搅拌针上开槽位置相对应的截面为矩形的槽，搅拌针的末端与拉杆的一端连接；拉杆的另一端与螺旋升降机的丝杠间接相连；螺旋升降机通过联轴器与动力装置相连接。本实用新型通过使用螺旋升降机将旋转直线运动转变为丝杠的直线运动，带动拉杆和搅拌针实现在主轴空腔内的直线运动。本实用新型采用螺旋升降机实现了回抽运动，整个回抽动作更为自动化，快捷方便。

Description

一种搅拌摩擦焊的回抽装置
技术领域
本实用新型属于焊接技术，涉及对一种搅拌摩擦焊的回抽装置的改进。
背景技术
搅拌摩擦焊焊接完成后，搅拌头离开焊缝时会在焊缝上留下一个凹坑，称作匙孔。为了消除匙孔，通常采取一些工艺措施。在美国专利5.697.544中，用液压方式来驱动搅拌针，使搅拌针回抽。因主轴转速较高，且主轴尺寸较大，回转密封磨损快，容易渗漏，油液滴在搅拌摩擦焊缝上有燃烧的可能，影响生产安全。此外，这种结构十分复杂，产品成本高。在中国专利CN2675320中，公开了一种采用拨叉机构来驱动拉杆和搅拌针的回抽运动，结构虽然紧凑，但是涉及的结构环节过多，装配复杂。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便的一种搅拌摩擦焊的回抽装置。
本实用新型的技术方案是：回抽装置包括主轴、刀柄、轴肩、搅拌针、拉杆，装置中贯通内腔的主轴与刀柄通过螺栓连接，主轴上套有大同步带轮，同步带将大同步带轮和小同步带轮连接，小同步带轮和电机连接，轴肩和刀柄通过辅助螺母连接，轴肩从刀柄前端的中心孔伸出，因轴肩为一空腔筒体，搅拌针置于轴肩的内腔中，并从轴肩前端伸出，搅拌针的外圆周表面开槽，轴肩内开有与搅拌针上槽位置相对应的截面为矩形的槽，搅拌针的末端通过过渡螺母与拉杆的一端连接；拉杆的另一端装有圆锥滚子轴承并用圆螺母固定，轴承套筒套接在圆锥滚子轴承上，轴承套筒的一侧与轴承端盖间接连接，之间放有调整垫，轴承套筒的另一侧与另一轴承端盖连接，轴承端盖和连接盘连接，螺母套和螺旋升降机丝杠螺纹连接，连接盘和螺母套卡接。
搅拌针的半径小于轴肩内腔的半径0.03～0.05mm。
拉杆与搅拌针之间留有10mm～20mm距离。
在拉杆伸出主轴贯通空腔的末端装有支撑套。
本实用新型具有的优点效果，通过使用螺旋升降机将旋转直线运动转变为丝杠的直线运动，带动拉杆和搅拌针实现在主轴空腔内的直线运动，实现了回抽运动，有效的填充了匙孔。此装置避免了液压式漏油带来的危害和机械式回抽的结构件易磨损的缺点，结构紧凑，装配简易，运动过程简捷，方便操作和控制，更为容易实现装拆和更换搅拌针适应不同的焊接要求。
附图说明
图1回抽装置示意图；
图2搅拌针和轴肩健连接位置示意图；
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步的详细说明。如图2所示，本回抽装置包括主轴4、刀柄3、轴肩2、搅拌针1，螺旋升降机6。装置中贯通内腔的主轴4与刀柄.3通过螺栓27连接，轴肩2和刀柄3通过辅助螺母25连接，实现轴肩2的轴向定位，轴肩2从刀柄3前端的中心孔伸出，轴肩2为一空腔筒体，搅拌针1置于轴肩2的内腔中，并从轴肩2前端伸出，且轴肩2内腔半径和搅拌针1的半径留有0.03mm～0.05mm的间隙；搅拌针1的外圆周表面开槽14，槽14内置入键24，轴肩2内腔开有与搅拌针1上槽14位置相对应的截面为矩形槽13，搅拌针1的末端通过过渡螺母26与拉杆5的一端连接，且搅拌针1和过渡螺母26留有10mm～20mm的距离，便于根据需要更换搅拌针；拉杆5的另一端装有圆锥滚子轴承7，轴承套筒21套接在圆锥滚子轴承7上，轴承套筒21的一侧与轴承端盖15间接连接，之间放有调整垫11，轴承套筒21的另一侧与轴承端盖16连接，轴承7和拉杆5的末端通过轴承7两侧的圆螺母22和23定位，轴承端盖16和连接盘18连接，螺母套20和螺旋升降机丝杠17螺纹连接，连接盘18和螺母套20卡接，拉杆5末端和螺旋升降机的丝杠17前端留有间隙。螺旋升降机6通过联轴器与动力装置相连接；动力装置提供动力给螺旋升降机6，螺旋升降机带动拉杆5做直线运动。主轴4的外圆周套有大同步带轮10，同步带9将大同步带轮10和小同步带轮19连接，小同步带轮19和动力装置8连接。动力装置8为主轴4提供动力。
搅拌针1的半径小于与轴肩2内腔的半径0.03～0.05mm，便于搅拌针1在轴肩2内腔内做轴向的直线运动。
拉杆5与搅拌针1之间留有10mm～20mm距离，便于根据需要更换合适的搅拌针。更换不同长度的搅拌针可以实现不同厚度的工件的焊接。
在拉杆5伸出主轴4的末端装有支撑套12，防止本专利中回抽装置作为普通搅拌摩擦焊装置使用时，拉杆在轴腔内的摆动。
本实用新型的改进主要在于以下的结构：
(1)搅拌针的旋转驱动。当主轴电机8通过同步皮带轮驱动主轴4旋转时，刀柄3、轴肩2、搅拌针1、拉杆5都随之旋转，由于拉杆5末端和螺旋升降机6的丝杠17的前端安装了圆锥滚子轴承7，使得拉杆5转动时，螺旋升降机6的丝杠17不随之转动。一般当电机转速在700～800r/min范围内时，变速电机的功率为3kW，可以焊接6mm厚度的铝合金。
(2)搅拌针的轴向运动。本回抽装置采用如下机构实现搅拌针的轴向运动。图2中通过动力装置传递动力到螺旋升降机6，通过螺旋升降机6将回转运动转换为丝杠17的直线往复运动，螺旋升降机的丝杠17的直线运动带动轴承端盖16和连接盘18做直线运动，由此推动拉杆5的直线运动，随着拉杆5在主轴4内做直线往复运动；搅拌针1随拉杆4做直线往复运动，通过键24使得搅拌针1在轴肩2的截面为矩形的槽14内滑动，由此实现轴肩2固定不动搅拌针1直线运动。搅拌针1的移动速度在10～20mm/min之间，回抽速度过快会使焊缝的强度不够。
(3)搅拌针1相对轴肩2轴向运动并从焊缝中旋转收回的过程中，将继续搅拌焊接已经焊过的焊缝，直到搅拌针1从焊缝中退出，填充匙孔完成焊接。

Claims (4)

1.一种搅拌摩擦焊的回抽装置，包括主轴(4)、刀柄(3)、轴肩(2)、搅拌针(1)、拉杆(5)，其特征在于：装置中贯通内腔的主轴(4)与刀柄(3)通过螺栓(11)连接，主轴(4)上套有大同步带轮(10)，同步带(9)将大同步带轮(10)和小同步带轮(19)连接，小同步带轮(19)和电机(8)连接，轴肩(2)和刀柄(3)通过辅助螺母(25)连接，轴肩(2)从刀柄(3)前端的中心孔伸出，轴肩(2)为一空腔筒体，搅拌针(1)置于轴肩(2)的内腔中，并从轴肩(2)前端伸出，搅拌针(1)的外圆周表面开槽(14)，轴肩(2)内开有与搅拌针(1)上槽(14)位置相对应的截面为矩形的槽(13)，搅拌针(1)的末端通过过渡螺母(26)与拉杆(5)的一端连接；拉杆(5)的另一端装有圆锥滚子轴承(7)并用圆螺母(22、23)固定，轴承套筒(21)套接在圆锥滚子轴承(7)上，轴承套筒(21)的一侧与轴承端盖(15)间接连接，轴承套筒(21)与轴承端盖(15)之间放有调整垫(11)，轴承套筒(21)的另一侧与轴承端盖(16)连接，轴承端盖(16)和连接盘(18)连接，螺母套(20)和螺旋升降机丝杠(17)螺纹连接，连接盘(18)和螺母套(20)卡接。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的回抽装置，其特征是，搅拌针(1)的半径小于轴肩(2)内腔的半径0.03～0.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的回抽装置，其特征是，拉杆(5)与搅拌针(1)之间留有10mm～20mm距离。
4.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊的回抽装置，其特征是，在拉杆(5)伸出主轴(4)贯通空腔的末端装有支撑套(12)。
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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Beijing FSW Technology Co., Ltd.

Assignor: Beijing Aviation Manufacturing Engineering Institute of China Aviation Industry Group Company

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Denomination of utility model: Pumping-back device used for friction stir welding

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License type: Exclusive License

Record date: 20131129

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Granted publication date: 20100707