CN218555910U - 摩擦焊接机床 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种摩擦焊接机床，包括：第一竖直夹具，第二竖直夹具，与所述第一竖直夹具相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同，所述第一竖直夹具适于相对于所述第二竖直夹具产生直线移动和旋转运动。本申请实施例所提供的摩擦焊接机床，利用夹具中心线延伸方向相同的相对设置的第一竖直夹具和第二竖直夹具，使第一焊件和第二焊件自身的重力不对垂直于中心线的方向造成影响，从而提高重型焊件或大型焊件的摩擦焊接的焊接效果。

Description

摩擦焊接机床

技术领域

本申请实施例涉及机械设备领域，具体涉及一种摩擦焊接机床。

背景技术

摩擦焊接机床是运用摩擦焊接的原理焊接焊件的机床，所述摩擦焊接的原理是指在两个焊件的焊接端面上加一定的轴向压力，并使接触面作剧烈的摩擦运动，摩擦产生的热，把接触面加热到一定的焊接温度(一般为稍低于材料的熔点，如碳钢的焊接温度)时急速停止运动，并施以一定的顶锻压力，使两个焊件金属产生一定量的塑性变形，从而把两个焊件牢固地焊接在一起。

但现有的摩擦焊接机床难以夹装重型焊件或大型焊件，从而难以保证对重型焊件或大型焊件进行摩擦焊接时的焊接效果。

因此，如何提高重型焊件或大型焊件的摩擦焊接的焊接效果，就成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例要解决的技术问题是如何提高重型或大型焊件的摩擦焊接的焊接效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种摩擦焊接机床，包括：

第一竖直夹具；

第二竖直夹具，与所述第一竖直夹具相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同；

所述第一竖直夹具适于相对于所述第二竖直夹具产生直线移动和旋转运动。

可选地，还包括：

转动轴，固定连接所述第一竖直夹具，且所述转动轴的轴线与所述第一竖直夹具的中心线重合；

转动动力源，与所述转动轴抗扭矩连接。

可选地，还包括：

第一平台，所述第一平台开设有转动轴孔，所述转动轴孔适于容纳所述转动轴。

可选地，所述转动动力源包括液压油驱动马达或电机。

可选地，所述第一竖直夹具位于所述第二竖直夹具上方，所述摩擦焊接机床还包括：

油缸，所述油缸安装于所述第一平台。

可选地，还包括飞轮，所述飞轮套装固定于所述转动轴。

可选地，还包括：

顶锻器件，所述顶锻器件连接所述第一平台。

可选地，所述顶锻器件包括顶锻油缸。

可选地，还包括：

顶锻平台，所述顶锻平台固定连接所述顶锻器件的固定端。

可选地，还包括：

立柱，所述立柱垂直连接所述第一平台，且在垂直于所述立柱的方向上限制所述第一平台。

可选地，所述第二竖直夹具固定设置，所述摩擦焊接机床还包括：

辅助夹持器，适于辅助夹持所述第二竖直夹具或所述第二竖直夹具所夹持的待焊接件。

可选地，所述辅助夹持器包括涨紧油缸，所述涨紧油缸的伸缩端，适于在垂直于所述第二竖直夹具的夹具中心线的方向上伸缩。

与现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有以下优点：

本申请实施例所提供的摩擦焊接机床，包括第一竖直夹具和第二竖直夹具，所述第二竖直夹具与所述第一竖直夹具相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同，所述第一竖直夹具适于相对于所述第二竖直夹具产生直线移动和旋转运动。这样，当需要利用摩擦焊接机床进行焊接时，将需要摩擦焊接的第一焊件和第二焊件分别通过第一竖直夹具和第二竖直夹具所夹装固定，由于第一竖直夹具和第二竖直夹具具有相同的中心线，因此夹装后的第一焊件和第二焊件也具有相同的中心线，然后，开启摩擦焊接机床，使第一竖直夹具带动第一焊件，相对于第二竖直夹具移动，在第一焊件和第二焊接接触后，第一竖直夹具相对于第二竖直夹具绕所述夹具中心线旋转，从而使第一焊件和第二焊件摩擦生热，在达到一定温度后，所述第一竖直夹具进一步向第二竖直夹具移动，使第一焊件和第二焊件挤压形成塑性形变，从而实现摩擦焊接。

可以看出，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床，利用夹具中心线延伸方向相同的相对设置的第一竖直夹具和第二竖直夹具夹装第一焊件和第二焊件，不仅可以避免在夹装过程中，第一焊件和第二焊件受到重力的作用，造成安装偏差，而且安装后的第一焊件和第二焊件的中心线相同，且与自身所受的重力方向也相同，从而重力不会对第一焊件和第二焊件的中心线造成影响，因此，可以提高第一焊件和第二焊件的同轴度，尤其是对重型焊件或大型焊件等受重力影响较大的焊件，从而可以提高摩擦焊接的焊接效果，包括重型焊件或大型焊件的摩擦焊接的焊接效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的一结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的另一结构示意图。

其中，1-第一竖直夹具；2-第二竖直夹具；3-转动轴；4-转动动力源；5-飞轮；6-第一平台；7-顶锻器件；8-顶锻平台；9-立柱；10-涨紧油缸；11-伸缩端。

具体实施方式

由背景技术可知，现有的摩擦焊接机床难以保证对重型焊件或大型焊件进行摩擦焊接时的焊接效果。

为提高摩擦焊接机床对重型焊件或大型焊件进行摩擦焊接时的焊接效果，本申请实施例提供了一种摩擦焊接机床，包括：

第一竖直夹具；

第二竖直夹具，与所述第一竖直夹具相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同；

所述第一竖直夹具适于相对于所述第二竖直夹具产生直线移动和旋转运动。

这样，当需要利用摩擦焊接机床进行焊接时，将需要摩擦焊接的第一焊件和第二焊件分别通过第一竖直夹具和第二竖直夹具所夹装固定，由于第一竖直夹具和第二竖直夹具具有相同的中心线，因此夹装后的第一焊件和第二焊件也具有相同的中心线，然后，开启摩擦焊接机床，使第一竖直夹具带动第一焊件，相对于第二竖直夹具移动，在第一焊件和第二焊接接触后，第一竖直夹具相对于第二竖直夹具绕所述夹具中心线旋转，从而使第一焊件和第二焊件摩擦生热，在达到一定温度后，所述第一竖直夹具进一步向第二竖直夹具移动，使第一焊件和第二焊件挤压形成塑性形变，从而实现摩擦焊接。

可以看出，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床，利用夹具中心线延伸方向相同的相对设置的第一竖直夹具和第二竖直夹具夹装第一焊件和第二焊件，不仅可以避免在夹装过程中，第一焊件和第二焊件受到重力的作用，造成安装偏差，而且安装后的第一焊件和第二焊件的中心线相同，且与自身所受的重力方向也相同，从而重力不会对第一焊件和第二焊件的中心线造成影响，因此，可以提高第一焊件和第二焊件的同轴度，尤其是对重型焊件或大型焊件等受重力影响较大的焊件，从而可以提高摩擦焊接的焊接效果，包括重型焊件或大型焊件的摩擦焊接的焊接效果。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本说明书所涉及到的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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本申请的限制。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的一结构示意图。

如图1所示，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床包括：

第一竖直夹具1；

第二竖直夹具2，与所述第一竖直夹具1相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同；

所述第一竖直夹具1适于相对于所述第二竖直夹具2产生直线移动和旋转运动。

所述第一竖直夹具1和第二竖直夹具2通过夹装的方式固定第一焊件和第二焊件，当然，本申请所述的第一竖直夹具1和第二竖直夹具2是指当摩擦焊接机床处于正常工作状态时(摩擦焊接)夹具的中心线处于竖直的状态，当摩擦焊接机床不工作时(例如运输时)，可以不竖直，所述竖直是指夹具中心线(即第一竖直夹具1和第二竖直夹具2的中心线)的延伸方向与重力方向相同，都为图中所示方向A。

容易理解的是，本申请所述的所述第一竖直夹具1适于相对于所述第二竖直夹具2产生直线移动，可以是第一竖直夹具1向第二竖直夹具2移动，也可以是第二竖直夹具2向第一竖直夹具1移动，或第一竖直夹具1和第二竖直夹具2同时向对方移动；同样的，所述第一竖直夹具1适于相对于所述第二竖直夹具2产生旋转运动，可以是第一竖直夹具1绕夹具中心线旋转，也可以是第二竖直夹具2绕夹具中心线旋转，或第一竖直夹具1和第二竖直夹具2同时绕夹具中心线旋转，当然，考虑到摩擦焊接的原理，当同时绕夹具中心线旋转时，第一竖直夹具1和第二竖直夹具2的旋转方向为不同旋转方向或者不同旋转速度，为方便描述，以下实施例中，以第一竖直夹具1会产生移动和转动，第二竖直夹具2固定设置为例进行说明。

这样，当需要利用摩擦焊接机床进行焊接时，将需要摩擦焊接的第一焊件和第二焊件分别通过第一竖直夹具1和第二竖直夹具2所夹装固定，由于第一竖直夹具1和第二竖直夹具2具有相同的中心线，因此夹装后的第一焊件和第二焊件也具有相同的中心线，然后，开启摩擦焊接机床，使第一竖直夹具1相对于第二竖直夹具2绕所述夹具中心线旋转，第一竖直夹具1带动第一焊件，相对于第二竖直夹具2移动至第一焊件和第二焊件接触，从而使第一焊件和第二焊件摩擦生热，在达到一定温度后，所述第一竖直夹具1进一步向第二竖直夹具2移动，使第一焊件和第二焊件挤压形成塑性形变，从而实现摩擦焊接。

当然，为了保证摩擦焊接，第一竖直夹具1和第二竖直夹具2在夹装第一焊件和第二焊件的基础上，需要进一步相对旋转，从而使得所夹装的第一焊件或第二焊件相对旋转，为了方便实现第一焊件和第二焊件之间的相对旋转，在一具体实施方式，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

转动轴3，固定连接所述第一竖直夹具1，且所述转动轴3的轴线与所述第一竖直夹具1的中心线重合；

转动动力源4，与所述转动轴3抗扭矩连接。

这样，转动轴3与第一竖直夹具1固定连接，且转动轴3与转动动力源4抗扭矩连接，转动动力源4提供转动力，带动转动轴3转动，从而带动第一竖直夹具1绕夹具中心线旋转，而第二竖直夹具2不与转动轴3相连，不发生旋转运动，从而实现第一竖直夹具相对于第二竖直夹具2转动，带动第一焊件相对于第二焊件转动，使第一焊件与第二焊件摩擦生热，从而能够进一步在顶锻力下作用下产生塑性形变，实现焊接。

转动轴3和转动动力源4的设置，可以方便将转动动力传输至第一竖直夹具1，同时方便转动动力源4和第一竖直夹具1之间的布置，并且转动动力源4的设置也可以简化转动动力的获取。

当然，在其他具体实施方式中，还可以直接将转动动力源4的输出轴与第一竖直夹具1抗扭矩连接，即第一竖直夹具1同时起到转动轴3与第一竖直夹具1的作用。

具体的，在一具体实施方式中，所述转动动力源4包括液压油驱动马达或电机。

液压油驱动马达或电机都为成熟的器件，可以降低转动动力源4的获取难度，而且可以降低本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的成本。

当然，液压油驱动马达或电机只是提供旋转动力的具体实现方式，除此之外还可以通过任何其它能够提供旋转动力的方式实现旋转动力的提供。

为了保证第一竖直夹具1绕其夹具中心线转动时的稳定性，请继续参考图1，在一具体实施方式，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

第一平台6，所述第一平台6开设有转动轴孔，所述转动轴孔适于容纳所述转动轴3。

第一平台6的平面与方向A垂直，这样，摩擦焊接机床的结构都与方向A平行或垂直，容易准确安装摩擦焊接机床的各部件。

这样，将转动轴3设置于第一平台6的转动轴孔中，转动轴3被转动轴孔限制，从而限制固定转动轴3的转动位置，使转动轴3绕夹具中心线旋转。

容易理解的是，摩擦焊接工艺在摩擦阶段需要给予使第一焊件和第二焊接紧密接触的力，在顶锻阶段需要提供足够大的挤压第一焊件和第二焊件，使第一焊接和第二焊件发生塑性形变，实现焊接的力(该力称为顶锻力，该顶锻力大于摩擦阶段使密切接触的力)，因此，在一些实施例中，可以设置所述第一竖直夹具1位于所述第二竖直夹具2上方且所述第一竖直夹具1可以沿夹具中心线(即方向A)移动，这样，通过设置第一竖直夹具1位于第二竖直夹具2的上方，同时使第一平台6、转动动力源4和转动轴3连接于第一竖直夹具1，从而，可以利用自身的重量增强使第一焊件和第二焊件密切接触的力以及顶锻力。

在另一些实施例中，所述第一竖直夹具1可以相对第二竖直夹具2处于下方，此时第一平台6、转动动力源4和转动轴3等部件设置于下方，因此无法利用第一平台6、转动动力源4和转动轴3自身的重力提供顶锻力，但仍属于本申请所公开的技术方案。

为了进一步增强顶锻力，在一具体实施方式中，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括油缸，所述油缸安装于所述第一平台6。

在一些实施例中，当所述转动动力源4为液压油驱动马达时，所述油缸可以为所述马达提供所需能量，在另一些实施例中，当所述转动动力源4为电机时，所述油缸可以为装有润滑油为摩擦焊接机润滑，这样，当第一竖直夹具1位于第二竖直夹具2的上方时，通过将所需油缸设置于第一平台6，可以进一步增强顶锻力。

值得注意的是，当第一竖直夹具1为位于第二竖直夹具2的下方时，也可以设置所述油缸于第一平台6，该油缸同样可以提供润滑油或为液压油驱动马达提供能量。

为了进一步节省能源，在一具体实施方式，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

飞轮5，所述飞轮5套装固定于所述转动轴3。

这样，可以在转动动力源4提供转动动力后，飞轮5随着转动轴3一同转动，由于飞轮5具有较大的质量，因此同样的转动速度具有较大的动量，转动动力源4提供动力后可以立刻停止工作，在转动动力源4停止后，飞轮5释放动量，继续带动转动轴转动，直至动量释放殆尽，从而节省所消耗的能源。

当然，飞轮5具体的数量和质量根据摩擦焊接机床的需求不同而具体调整，且当第一竖直夹具1位于第二竖直夹具2的上方时，飞轮5除可以避免转动动力源4持续做功外，还可以增强顶锻力，从而减小提供顶锻力部件的做功，进一步减小能源消耗。

值得注意的是，在一些实施例中，也可以不设置飞轮5，通过转动动力源4持续提供转动力，直至达到第一焊件和第二焊件因摩擦生热而产生塑性形变，再停止转动动力源4的工作，同样可以用于本申请提供的摩擦焊接机床。

为了提供稳定的顶锻力，在一具体实施方式，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

顶锻器件7，所述顶锻器件连接所述第一平台6。

容易理解的是，虽然本申请可以通过将第一竖直夹具1设置为位于上方，从而通过第一平台6等提供顶锻力，但为了更加稳定以及提供更大的顶锻力，还可以设置专门提供顶锻力的顶锻器件7，容易理解的是，顶锻器件7不仅可以提供顶锻力，还可以进一步提供第一竖直夹具1相对于第二竖直夹具2移动的作用力。

当然，在其他实施方式中，顶锻器件7也可以仅提供顶锻力，第一竖直夹具1相对于第二竖直夹具2移动的作用力可以通过设置其他的部件实现。

具体的，在一具体实施方式中，所述顶锻器件7可以包括顶锻油缸。

顶锻油缸能够很方便地实现顶锻力的提供，并且易于控制，从而可以降低顶锻力提供的难度，降低成本。

为了方便顶锻器件7更顺畅地提供顶锻力，在一具体实施方式中，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

顶锻平台8，所述顶锻平台8固定连接所述顶锻器件7的固定端。

这样，顶锻平台8可以为顶锻器件7提供专门的支撑点，从而使顶锻器件7更容易提供顶锻力，降低外部环境对顶锻力的限制。

为了限制第一竖直夹具1和第二竖直夹具2的相对移动方向，在一具体实施方式中，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床还可以包括：

立柱9，所述立柱9垂直连接所述第一平台6，适于在垂直于所述立柱9的方向限制所述第一平台6。

容易理解的是，所述立柱9的中心线延伸方向与夹具中心线的延伸方向相同，具体的，所述连接可以包括第一平台6开设有适于套装所述立柱9的开孔，立柱9穿过开孔，从而实现对于第一平台6的限制，当然，在沿立柱9的中心线的延伸方向上，对于第一平台6的运动不做限制。

通过设置立柱9，可以使第一平台6只能沿立柱9的延伸方向移动，从而使第一竖直夹具1只能沿夹具中心线的延伸方向移动，更易于保证第一焊件和第二焊件的同轴度。

为了更好地固定第一焊件和第二焊件，在一具体实施方式，本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的所述第二竖直夹具2固定设置，摩擦焊接机床还可以包括：

辅助夹持器，所述辅助夹持器适于辅助夹持所述第二竖直夹具2或所述第二竖直夹具2所夹持的待焊接件。

容易理解的是，所述第二竖直夹具2所夹持的待焊接件即第二焊件，在一些实施例中，第二焊件形状复杂，与所述第二竖直夹具2不匹配，可以通过在所述第二竖直夹具2的内侧设置与第二焊件的外形相匹配的辅助夹持器，从而辅助第二竖直夹具2对第二焊件的夹持，当然，当所述第二焊件形状复杂，与所述第二竖直夹具2不匹配的时候，也可以不设置辅助夹持器，而是更换第二竖直夹具2为与所述第二焊件的外形匹配的第二竖直夹具2；在另一些实施例中，当第二焊件直径过大难以夹装固定时，可以设置辅助夹持器于所述第二竖直夹具2的外侧，进一步提供辅助夹持作用力，辅助所述第二竖直夹具2夹紧固定所述第二焊件。

当然，辅助夹持器适于辅助固定设置的第二竖直夹具2，在其他实施例中，如果固定设置的为第一竖直夹具1，那么所述辅助夹持器适于辅助所述第一竖直夹具1。

辅助夹持器的设置，可以辅助所述第二竖直夹具2对第二焊件的夹持，从而在第二焊件承受焊接过程的扭矩的同时，保证其相对于中心线的同轴度，提高加工精度。

具体的，在一具体实施方式中，所述辅助夹持器可以包括涨紧油缸10，所述涨紧油缸10的伸缩端11，适于垂直于所述第二竖直夹具2的夹具中心线伸缩，从而提供涨紧力。

容易理解的是，涨紧油缸10属于上述设置于外侧的辅助夹持器，所述涨紧力属于辅助夹持作用力。

涨紧油缸10能够很方便地实现涨紧力的提供，并且易于控制，从而可以降低涨紧力提供的难度，降低成本。

当然，涨紧油缸10所需的涨紧油同样可以设置于第一平台6中，当第一竖直夹具1位于上方且可向第二竖直夹具2移动时，也可以用于增强顶锻力。

容易理解的是，在一些实施例中，还可以不设置辅助夹持器(包括涨紧油缸10)，或者在设置辅助夹持器后并不使用所述辅助夹持器，具体请参考图2，图2为本申请实施例所提供的摩擦焊接机床的另一结构示意图。

如图2所示，摩擦焊接机床只通过第二竖直夹具2对第二焊件进行夹装，并不使用辅助夹持器，这样可以在第二焊件较小，不需要额外的辅助夹持作用力(包括涨紧力)时，节省驱动辅助夹持器的能量。

上文描述了本申请实施例提供的多个实施例方案，各实施例方案介绍的各可选方式可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用，从而延伸出多种可能的实施例方案，这些均可认为是本申请实施例披露、公开的实施例方案。

虽然本申请实施例披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种摩擦焊接机床，其特征在于，包括：

第一竖直夹具；

第二竖直夹具，与所述第一竖直夹具相对设置，二者的夹具中心线的延伸方向相同；

所述第一竖直夹具适于相对于所述第二竖直夹具产生直线移动和旋转运动。

2.如权利要求1所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括：

转动轴，固定连接所述第一竖直夹具，且所述转动轴的轴线与所述第一竖直夹具的中心线重合；

转动动力源，与所述转动轴抗扭矩连接。

3.如权利要求2所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括：

第一平台，所述第一平台开设有转动轴孔，所述转动轴孔适于容纳所述转动轴。

4.如权利要求3所述的摩擦焊接机床，其特征在于，所述转动动力源包括液压油驱动马达或电机。

5.如权利要求3所述的摩擦焊接机床，其特征在于，所述第一竖直夹具位于所述第二竖直夹具上方，所述摩擦焊接机床还包括：

油缸，所述油缸安装于所述第一平台。

6.如权利要求5所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括飞轮，所述飞轮套装固定于所述转动轴。

7.如权利要求3所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括：

顶锻器件，所述顶锻器件连接所述第一平台。

8.如权利要求7所述的摩擦焊接机床，其特征在于，所述顶锻器件包括顶锻油缸。

9.如权利要求7所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括：

顶锻平台，所述顶锻平台固定连接所述顶锻器件的固定端。

10.如权利要求7所述的摩擦焊接机床，其特征在于，还包括：

立柱，所述立柱垂直连接所述第一平台，且在垂直于所述立柱的方向上限制所述第一平台。

11.如权利要求1所述的摩擦焊接机床，其特征在于，所述第二竖直夹具固定设置，所述摩擦焊接机床还包括：

辅助夹持器，适于辅助夹持所述第二竖直夹具或所述第二竖直夹具所夹持的待焊接件。

12.如权利要求11所述的摩擦焊接机床，其特征在于，所述辅助夹持器包括涨紧油缸，所述涨紧油缸的伸缩端，适于在垂直于所述第二竖直夹具的夹具中心线的方向上伸缩。

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