CN214489218U - 一种双面线性摩擦焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双面线性摩擦焊接设备，解决现有线性摩擦焊机难以焊接被焊的两侧工件均是长大工件的问题，床身上装有水平导轨一、水平导轨二、垂直导轨，其中垂直导轨上装有振动夹具，振动夹具上装有中间连接块。振动夹具与活塞杆三相连，活塞杆三置于液压缸三内，水平导轨一上置有滑台一，滑台一上置有移动端第一夹具，水平导轨二上置有滑台二，滑台二上置有移动端第二夹具。液压缸一内置有活塞杆一，活塞杆一另一侧与滑台一相连，液压缸二内有活塞杆二，活塞杆二另一侧与滑台二相连。滑台一与滑台二通过水平导轨在活塞杆的作用下水平滑动，振动夹具受液压缸三驱动在垂直导轨上做高频往复运动；活塞杆与液压缸的连接管路上设若干液压控制阀。

Description

一种双面线性摩擦焊接设备

技术领域

本实用新型涉及一种线性摩擦焊接设备，特别涉及一种双面线性摩擦焊接设备。

背景技术

线性摩擦焊接是在外力作用下，利用焊件接触面之间的相对摩擦运动所产生的热量，使接触面及近区金属达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接。

近年来，线性摩擦焊接工艺广泛应用于飞机发动机整体叶盘，空心叶片与叶盘等制造过程，在航空发动机的应用方面取得了令人瞩目的成就。美国通用电气公司航空发动机部GEAE将线性摩擦焊接用于航空材料的焊接，并且在钛合金和镍基超合金的焊接以及堆焊方面取得了很大的成功。美国CTC公司技术公司为美国海军完成了一项线性摩擦焊接研究项目，对其中不同合金和两组异种金属进行了焊接试验。德国公司在生产EJ200发动机时最先采用了英国Blacks设备公司制造的线性摩擦焊机焊接整体叶盘结构。美国惠普公司在研制第四代战斗机的动力装置F119发动机时，叶片和轮盘用线性摩擦焊接将其焊成一体。

文献1“专利申请号为201810345533.1的中国发明专利“公开了一种复合线性摩擦焊接设备，其旨在提供一种在焊接不同阶段、不同材质具有不同的振动力和振动频率，频率可调范围宽的复合型线性摩擦焊接设备。

文献2“专利申请号为201520874425.5的中国实用新型专利”公开了一种高频线性摩擦焊接设备，其通过特殊的双凸轮结构完成工件的振动，大幅提高焊接时的摩擦频率。

文献3“专利申请号为201310691624.3的中国发明专利”公开了一种可以解决加工时间，简化加工方法的线性摩擦焊接设备。

综合上述现有线性摩擦焊接设备专利，其都是旨在针对常规线性摩擦焊接过程进行改进与优化，都只具有一个焊接面，振动一侧焊件的尺寸小，重量轻。但若针对两端被焊工件都是长大件的焊接结构，如钢轨、飞机挂架线性摩擦焊接等，因为两侧工件质量都太高、尺寸太大，无法实现高频振动，上述专利中提及的线性摩擦焊接设备仍具有局限性，因此本专利提及一种新型双面线性摩擦焊接设备，旨在简化此类焊接结构的焊接难度，降低焊接流程。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：本实用新型涉及一种线性摩擦焊接设备，具体涉及一种双面线性摩擦焊焊接设备。该双面线性摩擦焊接设备与传统线性的线性摩擦焊接设备不同，具有两个移动端与一个振动端，可以有效解决两端被焊工件都是长大件的焊接结构，如钢轨、飞机挂架等难以焊接的问题。

本实用新型的技术方案是：一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，包括床身、第一移动组件、第二移动组件和振动组件，其中振动组件位于第一移动组件和第二移动组件之间；

所述第一移动组件包括第一液压缸、第一活塞杆、第一水平导轨、第一滑台和第一夹具；所述第一水平导轨位于床身上，第一滑台位于第一水平导轨上，滑台一侧连有第一活塞杆，另一侧设有第一夹具，第一移动工件位于第一夹具中；第一液压缸驱动第一活塞杆轴向往复运动，从而带动第一滑台在第一水平导轨上轴向运动，使得第一移动工件靠近或远离振动组件；

所述第二移动组件包括第二液压缸、第二活塞杆、第二水平导轨、第二滑台和第二夹具；第二滑台一侧连有第二活塞杆，另一侧设有第二夹具，第二移动工件位于第二夹具中；第二液压缸驱动第二活塞杆轴向往复运动，从而带动第二滑台在第二水平导轨上轴向运动，使得第二移动工件靠近或远离振动组件；

所述振动组件包括第三液压缸、第三活塞杆、垂直导轨、中间连接块和振动端夹具；所述垂直导轨位于床身侧壁上，与两个水平导轨的轴线相互垂直；振动端夹具位于垂直导轨上，第三活塞杆一端与振动端夹具相连，另一端与第三液压缸相连，中间连接块位于振动端夹具上；第三液压缸驱动第三活塞杆在导轨上下振动，从而使得振动端夹具带动中间连接块沿导轨轴向上下振动。

本实用新型进一步的技术方案是：所述第一液压缸和第一活塞杆的连接管路之间设置液压控制阀，外部计算控制器通过控制液压控制阀控制第一液压缸驱动第一活塞杆运动。

本实用新型进一步的技术方案是：所述第二液压缸和第二活塞杆的连接管路之间设置液压控制阀，外部计算控制器通过控制液压控制阀控制第二液压缸驱动第二活塞杆运动。

本实用新型进一步的技术方案是：所述振动端夹具在第三活塞杆的作用下做高频往复运动时，当两个移动工件与中间连接块接触后，通过振动摩擦，最终使得中间连接块与两移动工件三者焊接在一起。

本实用新型进一步的技术方案是：初始状态下，第一移动工件、中间连接块和第二移动工件位于同一水平面上。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：本实用新型与传统线性摩擦焊接设备不同，与传统线性摩擦焊接设备中一个移动端与一个振动端相比，增加了一个移动端，让振动端处于两个移动端之间。当振动端带动中间连接块上下往复运动的时候，与两侧移动工件形成了两个焊接面。中间连接块尺寸可以较小，能够产生高频往复运动，有效的解决了两端被焊工件都是长大件焊接结构的焊接难题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是振动端装置局部示意图

附图标记说明：1-床身；2-第一液压缸；3-第一活塞杆；4-第一水平导轨；5-第一滑台；6-第一夹具；7-第一移动工件；8-垂直导轨；9-振动端夹具；10-第三液压缸；11- 第三活塞杆；12-中间连接块；13-第二移动工件；14-第二夹具；16-第二滑台；17- 第二水平导轨；18-第二液压缸；19-计算控制器；20-控制柜；

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

一种双面线性摩擦焊接设备，其特征是它包括床身1，床身上装有水平导轨一4、水平导轨二17、垂直导轨8，其中垂直导轨上装有中间连接块12及其振动端夹具9，振动端夹具9与活塞杆三11相连，活塞杆三11置于液压缸三10内，水平导轨一4 上置有滑台一5，滑台一5上置有移动端第一夹具6，水平导轨二17上装有滑台二15，滑台二15上置有移动端第二夹具14，液压缸一2内置有活塞杆一3，活塞杆一3与滑台一5相连，液压缸二18内置有活塞杆二16，活塞杆二16与滑台二15相连，振动端夹具9置于垂直导轨上8，振动端夹具9装有中间连接块12。

两侧滑台通过导轨在活塞杆的作用下水平方向滑动，驱动两侧移动工件同时压紧中间连接块。中间连接块在振动系统作用下往复运动，同时与两侧移动工件产生摩擦，即形成了两个焊接面。

活塞杆安装在支座，活塞杆与液压缸连接。管路设置若干液压控制阀，振动系统与液压控制阀的控制部分分别连接至计算机控制器：所述检测装置包括装在机身夹具两侧的若干接近开关、光电开关以及位移传感器，检测装置连接至计算机控制器。

床身上装有水平导轨一4、水平导轨二17、垂直导轨8，其中垂直导轨8上装有振动端夹具9，振动端夹具9上置有中间连接块12，振动端夹具9与活塞杆三11相连，活塞杆三11与液压缸三10相连，水平导轨一4上装有滑台一5，滑台一5上置有移动端第一夹具6，水平导轨二17上装有滑台二15，滑台二15上置有移动端第二夹具 14，液压缸一2内置有活塞杆一3，活塞杆一3滑台一5相连，液压缸二18内置有活塞杆二16，活塞杆二16与滑台二15相连。

所述的双面线性摩擦焊接装置，其特征是滑台一5在活塞杆一3的作用下在水平导轨一4上滑动，滑台二15在活塞杆二16的作用下在水平导轨二17上水平滑动，活塞杆与液压缸连接管路设置若干液压控制阀：振动系统与液压控制阀的控制部分分别连接至计算机控制器：所述检测装置包括装在机身夹具两侧的若干接近开关、光电开关以及位移传感器，检测装置连接至计算机控制器。

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

一种双面线性摩擦焊接设备，其床身1上分别装有水平导轨一4、水平导轨二17、垂直导轨8，其中垂直导轨8上装有装夹中间连接块12的振动端夹具9，振动端夹具 9与活塞杆三11相连，活塞杆三11与液压缸三10相连，水平导轨一4上装有滑台一 5，滑台一5上装有移动端第一夹具6，水平导轨二17上装有滑台二15，滑台二15 装有移动端第二夹具14，液压缸一2与活塞杆一3相连，活塞杆一3与滑台一5相连，液压缸二18与活塞杆二16相连，活塞杆二16与滑台二15相连，滑台一5与滑台二 13通过导轨分别在活塞杆一3与活塞杆二16的作用下水平滑动，振动端夹具9通过垂直导轨在活塞杆三11的作用下高频往复运动。

移动工件一7与移动工件二13分别装夹到移动端第一夹具6与移动端第二夹具14，中间连接块12置于振动端夹具9上，固定好位置后，通过计算机控制器19控制液压控制阀分别控制液压缸一2与液压缸二18，通过活塞杆一3推动滑台一5，活塞杆二16推动滑台二15使两侧移动端试样向中间连接块靠近，同时振动端夹具9在活塞杆三11的作用下做高频往复运动，此时滑台一5与滑台二15缓慢继续向中间连接块12工进，待到移动端试样一7与移动端试样二13与中间连接块12接触后，在两侧摩擦表面同时发生摩擦粘结与剪切并产生摩擦热，两侧摩擦界面温度上升，当两侧摩擦表面达到粘塑性状态时，在压力作用下焊合区金属发生塑性流动并产生飞边，两侧摩擦焊接区的温度与变形达到一定程度后，振动端试样12与两侧移动端试样对齐并施加顶锻压力，两侧焊合区金属通过相互扩散与再结晶使金属焊为一体，此时松开移动端第一夹具6与移动端第二夹具14，活塞杆控制滑台退回，松开振动端夹具即可取出焊后工件。这样，即可在中间连接块9两侧同时完成焊接，将移动工件一7和移动工件二13连接在一起。移动工件一7与移动工件二13均不用振动。

Claims (5)

1.一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，包括床身(1)、第一移动组件、第二移动组件和振动组件，其中振动组件位于第一移动组件和第二移动组件之间；

所述第一移动组件包括第一液压缸(2)、第一活塞杆(3)、第一水平导轨(4)、第一滑台(5)和第一夹具(6)；所述第一水平导轨(4)位于床身(1)上，第一滑台(5)位于第一水平导轨(4)上，滑台一侧连有第一活塞杆(3)，另一侧设有第一夹具(6)，第一移动工件位于第一夹具(6)中；第一液压缸(2)驱动第一活塞杆(3)轴向往复运动，从而带动第一滑台(5)在第一水平导轨(4)上轴向运动，使得第一移动工件靠近或远离振动组件；

所述第二移动组件包括第二液压缸(18)、第二活塞杆(16)、第二水平导轨(17)、第二滑台(15)和第二夹具(14)；第二滑台(15)一侧连有第二活塞杆(16)，另一侧设有第二夹具(14)，第二移动工件位于第二夹具(14)中；第二液压缸(18)驱动第二活塞杆(16)轴向往复运动，从而带动第二滑台(15)在第二水平导轨(17)上轴向运动，使得第二移动工件靠近或远离振动组件；

所述振动组件包括第三液压缸(10)、第三活塞杆(11)、垂直导轨(8)、中间连接块(12)和振动端夹具(9)；所述垂直导轨(8)位于床身(1)侧壁上，与两个水平导轨的轴线相互垂直；振动端夹具(9)位于垂直导轨(8)上，第三活塞杆(11)一端与振动端夹具(9)相连，另一端与第三液压缸(10)相连，中间连接块(12)位于振动端夹具(9)上；第三液压缸(10)驱动第三活塞杆(11)在导轨上下振动，从而使得振动端夹具(9)带动中间连接块(12)沿导轨轴向上下振动。

2.如权利要求1所述的一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，所述第一液压缸(2)和第一活塞杆(3)的连接管路之间设置液压控制阀，外部计算控制器通过控制液压控制阀控制第一液压缸(2)驱动第一活塞杆(3)运动。

3.如权利要求1所述的一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，所述第二液压缸(18)和第二活塞杆(16)的连接管路之间设置液压控制阀，外部计算控制器通过控制液压控制阀控制第二液压缸(18)驱动第二活塞杆(16)运动。

4.如权利要求1所述的一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，所述振动端夹具(9)在第三活塞杆(11)的作用下做高频往复运动时，当两个移动工件与中间连接块(12)接触后，通过振动摩擦，最终使得中间连接块(12)与两移动工件三者焊接在一起。

5.如权利要求1所述的一种双面线性摩擦焊接设备，其特征在于，初始状态下，第一移动工件(7)、中间连接块(12)和第二移动工件(13)位于同一水平面上。

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