CN218135669U - 一种搅拌摩擦焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种搅拌摩擦焊接装置，所述搅拌摩擦焊接装置包括：底座、第一调节机构、第二调节机构和动力机构，所述第一调节机构设置于所述底座上，所述第二调节机构设置于所述第一调节机构上，使得所述第二调节机构通过所述第一调节机构能够相对所述底座于第一方向往复运动；所述动力机构设置于所述第二调节机构上，使得所述动力机构通过所述第二调节机构能够相对所述底座于第二方向往复运动，所述动力机构用于驱动搅拌焊头进行旋转焊接；其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。本实用新型中，通过调整搅拌焊头的径向位移来对前倾角进行调整，能够实现焊接机对不同的对象进行焊接，其调节方便、实用性强。

Description

一种搅拌摩擦焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，进一步地涉及一种搅拌摩擦焊接装置。

背景技术

轮毂是车辆用于连接轮胎与轴的部件，目前的轮毂从制造工艺上可以分为整体铸造式、整体锻造式和复合式三种，整体铸造式轮毂是目前制造成本最低的，其产量占轮毂总生产量的90％左右，整体锻造式轮毂的性能优于整体锻造式轮毂，但是其制造成本更高，复合式轮毂的性能可以达到整体锻造式轮毂的性能，而制造成本更接近整体铸造式轮毂，因此逐渐受到客户的青睐。复合式轮毂的轮辋和轮辐分别制造，然后利用搅拌摩擦焊接装置焊接成一体，目前的焊接装置在使用时，焊接头的前倾角调整极为不便。

因此，有必要设计一种搅拌摩擦焊接装置来解决上述问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种搅拌摩擦焊接装置，通过调整搅拌焊头的径向位移来对前倾角进行调整，能够实现焊接机对不同的对象进行焊接，其调节方便、实用性强。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种搅拌摩擦焊接装置，包括：底座、第一调节机构、第二调节机构和动力机构，所述第一调节机构设置于所述底座上，所述第二调节机构设置于所述第一调节机构上，使得所述第二调节机构通过所述第一调节机构能够相对所述底座于第一方向往复运动；

所述动力机构设置于所述第二调节机构上，使得所述动力机构通过所述第二调节机构能够相对所述底座于第二方向往复运动，所述动力机构用于驱动搅拌焊头进行旋转焊接；

其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在一些实施方式中，所述第一调节机构包括驱动电机、丝杠、导轨和滑座，所述驱动电机安装于所述底座上，所述丝杠与所述驱动电机的驱动端连接，所述导轨安装于所述底座上，并与所述丝杠平行间隔设置，所述滑座滑动设置于所述导轨上，并与所述丝杠连接，使得所述驱动电机能够驱动所述滑座于所述导轨上往复移动。

在一些实施方式中，所述第一调节机构还包括丝杠螺母和滑块，所述丝杠螺母固定于所述滑座的底部，并与所述丝杠适配连接，所述滑块固定于所述滑座的底部，并与所述导轨适配连接。

在一些实施方式中，所述第二调节机构包括调节板和调节组件，所述调节板滑动设置于所述滑座上，所述调节组件设置于所述滑座上，并与所述调节板连接，所述调节组件用于驱动所述调节板相对所述底座于第二方向往复运动。

在一些实施方式中，所述调节板与所述滑座之间设置有燕尾槽结构，所述调节板通过所述燕尾槽结构与所述滑座滑动连接。

在一些实施方式中，所述调节组件包括两个调节螺栓，两个所述调节螺栓设置于所述滑座上，并分别位于所述调节板的相对两侧，对所述调节板在所述第二方向的位置进行调节，以实现对焊头前倾角的调整。

在一些实施方式中，所述动力机构包括箱体、主轴、传动带、主轴电机和焊头夹具，所述箱体设置于所述第二调节机构上，所述主轴设置于所述箱体内，所述主轴电机设置于所述箱体的外侧，所述主轴电机的驱动端通过所述传动带与所述主轴驱动连接，所述主轴与所述焊头夹具连接，所述焊头夹具用于固定搅拌焊头。

在一些实施方式中，还包括：第三调节机构；

所述第三调节机构包括升降油缸、导向柱、限位柱和升降台，所述升降油缸设置于所述底座内，所述升降油缸的驱动端与所述升降台连接，所述导向柱的一端固定于所述升降台，另一端与所述底座滑动连接，且所述导向柱与所述升降油缸平行间隔设置，所述升降油缸能够驱动所述升降台于第三方向往复移动，所述第一调节机构设置于所述升降台上，所述限位柱的两端分别与所述升降台和所述底座连接，对所述升降台的移动距离进行限位；

其中，所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向相垂直。

在一些实施方式中，还包括：冷却机构；

所述冷却机构设置于所述动力机构上，所述冷却机构包括空气冷却气管，所述空气冷却气管用于喷出冷却气体对焊接处进行降温。

在一些实施方式中，还包括：机床底座；

所述机床底座上设置有轮毂托盘，所述轮毂托盘转动连接于所述机床底座，所述轮毂托盘上设置有夹紧装置，所述夹紧装置用于对轮辋和轮辐进行固定，所述轮毂托盘的上方设置有压紧装置，所述压紧装置用于将轮辋和轮辐下压于轮毂托盘之上；

所述底座上设置有锁紧缸，所述锁紧缸具有伸缩部，所述伸缩部用于实现对所述轮毂托盘进行立即驻停。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提供的搅拌摩擦焊接装置，通过调节两个调节螺栓可以对调节板在第二方向的位置进行调节，即该位置的调整可改变焊接机动力轴相对于轮毂中心的位置，实现搅拌摩擦焊接中前倾角的调整，其结构设计合理、调节方便、实用性强；通过在动力机构上配置冷却机构，该冷却机构采用压缩空气为动力，通过涡流技术可使冷却器喷头喷出冷却气体，帮助焊件降温，保证焊接件的受热均匀性，降低焊接变形量。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的优选实施例搅拌摩擦焊接装置的结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例底座的结构示意图；

图3是本实用新型的优选实施例底座的剖视图；

图4是本实用新型的优选实施例第二调节机构的结构示意图；

图5是本实用新型的优选实施例动力机构的结构示意图；

图6是本实用新型的优选实施例焊接前倾角调整的原理图；

图7是本实用新型的优选实施例搅拌摩擦焊接装置的结构示意图；

图8是本发明的优选实施例搅拌摩擦焊接装置含轮毂的结构示意图。

附图标号说明：

底座1，第一调节机构2，驱动电机21，丝杠22，导轨23，滑座24，第二调节机构3，调节板31，调节螺栓32，动力机构4，箱体41，主轴42，传动带43，主轴电机44，焊头夹具45，第三调节机构5，升降油缸51，导向柱52，限位柱 53，升降台54，冷却机构6，机床底座7，轮毂托盘71，夹紧装置72，压紧装置 73，轮辋74，轮辐75。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和 /或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图6，本实用新型所提供的一种搅拌摩擦焊接装置，包括：底座1、第一调节机构2、第二调节机构3和动力机构4，第一调节机构2设置于底座1上，第二调节机构2设置于第一调节机构 2上，使得第二调节机构3通过第一调节机构2能够相对底座1于第一方向往复运动。动力机构4设置于第二调节机构3上，使得动力机构4通过第二调节机构2能够相对底座1于第二方向往复运动，动力机构4用于驱动搅拌焊头进行旋转焊接。其中，第一方向与第二方向垂直，第一方向为图1中的左右方向，而第二方向指图1中的前后方向。

本实施例中，通过设置第二调节机构3对第一调节机构2在第二方向的位置进行调节，使得动力机构4随着第一调节机构2一起在第二方向上移动。即该位置的调整可改变动力机构4的动力轴相对于轮毂中心的位置，实现搅拌摩擦焊接中前倾角的调整，其结构设计合理、调节方便、实用性强。

在一个实施例中，参考说明书附图2，第一调节机构2包括驱动电机21、丝杠22、导轨23和滑座24，驱动电机21安装于底座1上，丝杠22与驱动电机21的驱动端连接，导轨23安装于底座1上，并与丝杠22平行间隔设置，滑座24滑动设置于导轨23上，并与丝杠22连接，使得驱动电机21能够驱动滑座24于导轨23上往复移动。通过第一调节机构2能够实现焊接装置的焊头在第一方向上的往复移动，也即实现了焊接装置的进给运动。

进一步，第一调节机构2还包括丝杠螺母和滑块，丝杠螺母固定于滑座24 的底部，并与丝杠22适配连接，滑块固定于滑座24的底部，并与导轨23适配连接，以此能够实现驱动电机21驱动滑座24于导轨23上往复移动。

需要指出的是，第一调节机构2的具体结构是对应于说明书附图进行阐述，在实际使用过程中，也可以使用其他的装置来实现对焊接装置的进给运动，例如：液压油缸机构等，只要能实现焊接装置进给运动的结构或装置均可，这里仅是为了更好地阐述本实用新型，不应当构成对本实用新型的限制。

在一个实施例中，参考说明书附图4，第二调节机构3包括调节板31和调节组件，调节板31滑动设置于滑座24上，调节组件设置于滑座24上，并与调节板31连接，调节组件用于驱动调节板31相对底座24于第二方向往复运动。调节板31与滑座24之间设置有燕尾槽结构，调节板31通过燕尾槽结构与滑座24滑动连接。燕尾槽结构包括一对适配的梯形凸台和梯形凹槽，梯形凸台固定于调节板31的底部，梯形凹槽设置于滑座24的顶部，梯形凹槽沿第二方向延伸，以此能够实现调节板31与滑座24滑动连接。当然，还可以通过其他的结构来实现调节板31与滑座24滑动连接，例如：滑轨滑块机构等。调节缸32可以是驱动气缸、电动推杆等具有驱动功能的装置。

进一步地，调节组件包括两个调节螺栓32，滑座23的相对两侧设置有螺栓孔，两个调节螺栓32分别与对应的螺栓孔螺纹连接，调节螺栓32的轴线方向与第二方向平行，通过拧动两个调节螺栓32，可以对调节板31在第二方向的位置进行调节固定，以实现对焊头前倾角的调整。

参考说明书附图5，动力机构4包括箱体41、主轴42、传动带43、主轴电机44和焊头夹具45，箱体41设置于第二调节机构3的调节板31上，主轴42设置于箱体41内，主轴电机44设置于箱体41的外侧，主轴电机44的驱动端通过传动带43与主轴42驱动连接，主轴42与焊头夹具45连接，焊头夹具 45用于固定搅拌焊头。通过主轴电机44驱动主轴42带动焊头夹具45上的焊头转动，实现对焊缝的搅拌摩擦焊接。

参考说明书附图6，为搅拌摩擦焊接中前倾角调整的原理图，在环形焊缝中的焊头的运动方向为焊缝的切线方向，主轴初始处于AB位置，此时的前倾角为0，通过调整径向距离d，这时主轴初始处于A^，B^，位置，此时的前倾角为 a，因此通过调整径向移动距离可实现对前倾角为a的调整。搅拌摩擦焊接的工艺中前倾角的大小和焊接工艺参数有关，具体的焊接材料和工艺，其前倾角基本固定。因此本实用新型中，搅拌摩擦焊接装置的调节螺栓32根据焊接不同的焊接对象和工艺，在焊接前预先调整好位置，并用螺母锁定位置，确保焊接过程中前倾角保持不变。

在一个实施例中，参考说明书附图2、图3，搅拌摩擦焊接装置还包括：第三调节机构5；第三调节机构5包括升降油缸51、导向柱52、限位柱53和升降台54，升降油缸51设置于底座1内，升降油缸51的驱动端与升降台54 连接，导向柱52的一端固定于升降台54，另一端与底座1滑动连接，且导向柱52与升降油缸51平行间隔设置，升降油缸51能够驱动升降台54于第三方向往复移动，第一调节机构2设置于升降台54上，限位柱53的两端分别与升降台54和底座1连接，对升降台54的移动距离进行限位。其中，第三方向分别与第一方向、第二方向相垂直，第三方向为图1中的上下方向。第三调节机构5实现了升降台54相对于底座1的上下运动，其中可通过调节位于底座1 四角的限位柱53两端的螺母的位置实现对升降高度位置的控制，使之能焊接不同高度的焊缝。

需要指出的是，第三调节机构5的具体结构是对应于说明书附图进行阐述，在实际使用过程中，也可以使用其他的装置来实现对焊接装置焊头高度的控制，只要能实现对焊接装置焊头高度控制的结构或装置均可，这里仅是为了更好地阐述本实用新型，不应当构成对本实用新型的限制。

在一个实施例中，参考说明书附图5，搅拌摩擦焊接装置还包括：冷却机构6；冷却机构6设置于动力机构4上，冷却机构6包括空气冷却气管，空气冷却气管用于喷出冷却气体对焊接处进行降温。通过在动力机构4上配置冷却机构6，该冷却机构6采用压缩空气为动力，通过涡流技术可使冷却器喷头喷出冷却气体，帮助焊件降温，保证焊接件的受热均匀性，降低焊接变形量。

进一步地，参考说明书附图7、图8，搅拌摩擦焊接装置还包括：机床底座7；机床底座7上设置有轮毂托盘71，轮毂托盘71转动连接于机床底座7，轮毂托盘71上设置有夹紧装置72，夹紧装置72用于对轮辋74和轮辐75进行固定，轮毂托盘71的上方设置有压紧装置73，压紧装置73用于将轮辋74和轮辐75下压于轮毂托盘71之上；底座上设置有锁紧缸，锁紧缸具有伸缩部，伸缩部用于实现对轮毂托盘进行立即驻停。通过将轮辋74和轮辐75固定在机床底座7上的轮毂托盘71上，而轮毂托盘71转动连接于机床底座7，使得在焊接时通过对轮辋74和轮辐75进行转动，使得焊头无需相对地面进行移动。通过设置锁紧缸，在焊接工艺需要轮毂托盘立即停止时，通过驱动锁紧缸的伸缩部抵接于轮毂托盘或轮毂托盘的驱动件上，使得轮毂托盘能够立即停止，以保证焊接质量。

进一步地，搅拌摩擦焊接装置还包括主控装置以及各种传感器，主控装置分别与各个驱动部件(如电机、升降油缸、锁紧缸、驱动缸等等)连接，通过配合传感器以控制各部件的动作，实现控制焊头的前进后退、前倾角和高度调整等。主控装置可以为PLC可编程控制器、运动控制系统、数控系统或单片机。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，包括：底座、第一调节机构、第二调节机构和动力机构，所述第一调节机构设置于所述底座上，所述第二调节机构设置于所述第一调节机构上，使得所述第二调节机构通过所述第一调节机构能够相对所述底座于第一方向往复运动；

所述动力机构设置于所述第二调节机构上，使得所述动力机构通过所述第二调节机构能够相对所述底座于第二方向往复运动，所述动力机构用于驱动搅拌焊头进行旋转焊接；

其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述第一调节机构包括驱动电机、丝杠、导轨和滑座，所述驱动电机安装于所述底座上，所述丝杠与所述驱动电机的驱动端连接，所述导轨安装于所述底座上，并与所述丝杠平行间隔设置，所述滑座滑动设置于所述导轨上，并与所述丝杠连接，使得所述驱动电机能够驱动所述滑座于所述导轨上往复移动。

3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述第一调节机构还包括丝杠螺母和滑块，所述丝杠螺母固定于所述滑座的底部，并与所述丝杠适配连接，所述滑块固定于所述滑座的底部，并与所述导轨适配连接。

4.根据权利要求2或3所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述第二调节机构包括调节板和调节组件，所述调节板滑动设置于所述滑座上，所述调节组件设置于所述滑座上，并与所述调节板连接，所述调节组件用于驱动所述调节板相对所述底座于第二方向往复运动。

5.根据权利要求4所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述调节板与所述滑座之间设置有燕尾槽结构，所述调节板通过所述燕尾槽结构与所述滑座滑动连接。

6.根据权利要求4所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述调节组件包括两个调节螺栓，两个所述调节螺栓设置于所述滑座上，并分别位于所述调节板的相对两侧，对所述调节板在所述第二方向的位置进行调节，以实现对焊头前倾角的调整。

7.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，

所述动力机构包括箱体、主轴、传动带、主轴电机和焊头夹具，所述箱体设置于所述第二调节机构上，所述主轴设置于所述箱体内，所述主轴电机设置于所述箱体的外侧，所述主轴电机的驱动端通过所述传动带与所述主轴驱动连接，所述主轴与所述焊头夹具连接，所述焊头夹具用于固定搅拌焊头。

8.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，还包括：第三调节机构；

所述第三调节机构包括升降油缸、导向柱、限位柱和升降台，所述升降油缸设置于所述底座内，所述升降油缸的驱动端与所述升降台连接，所述导向柱的一端固定于所述升降台，另一端与所述底座滑动连接，且所述导向柱与所述升降油缸平行间隔设置，所述升降油缸能够驱动所述升降台于第三方向往复移动，所述第一调节机构设置于所述升降台上，所述限位柱的两端分别与所述升降台和所述底座连接，对所述升降台的移动距离进行限位；

其中，所述第三方向分别与所述第一方向、所述第二方向相垂直。

9.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，还包括：冷却机构；

所述冷却机构设置于所述动力机构上，所述冷却机构包括空气冷却气管，所述空气冷却气管用于喷出冷却气体对焊接处进行降温。

10.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，还包括：机床底座；

所述机床底座上设置有轮毂托盘，所述轮毂托盘转动连接于所述机床底座，所述轮毂托盘上设置有夹紧装置，所述夹紧装置用于对轮辋和轮辐进行固定，所述轮毂托盘的上方设置有压紧装置，所述压紧装置用于将轮辋和轮辐下压于轮毂托盘之上；

所述底座上设置有锁紧缸，所述锁紧缸具有伸缩部，所述伸缩部用于实现对所述轮毂托盘进行立即驻停。

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