專利名稱：一種攪拌摩擦焊接送料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攪拌摩擦焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攪拌摩擦焊接送料裝置。
背景技術(shù)：
自從1991年英國(guó)焊接研究所(The Welding Institute-TWI)發(fā)明了攪拌摩擦焊 (Friction Stir Welding-FSW)以來(lái)，由于其所具有的應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)上的諸多優(yōu)點(diǎn)，比如焊縫 平整、無(wú)需焊材、焊件應(yīng)力小、施焊范圍寬、焊接工藝易于把握、焊接成本低等，使攪拌摩擦 焊已經(jīng)在制造領(lǐng)域達(dá)到規(guī)?；⒐I(yè)化的應(yīng)用水平，并且在船舶制造、軌道車輛制造、世界 宇航制造、世界汽車工業(yè)等領(lǐng)域都取得了驕人的成果。 隨著攪拌摩擦焊的日益廣泛的應(yīng)用，人們不斷在其工藝參數(shù)和攪拌頭形狀方面進(jìn) 行研究改進(jìn)，但由于攪拌摩擦焊設(shè)備本身的局限性，對(duì)于加工寬幅面工件仍存在問(wèn)題。攪拌 摩擦焊接設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)決定了其可焊工件的寬度?，F(xiàn)有的攪拌摩擦焊接設(shè)備中大部分 是將待焊工件固定在設(shè)備工作臺(tái)上，依靠設(shè)備工作臺(tái)或設(shè)備主軸的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)，從而完成焊接過(guò)程，這就使得所焊工件的焊接寬度受到設(shè)備行程的限制，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn) 寬幅面工件的焊接。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)寬幅面工件焊 接的攪拌摩擦焊接送料裝置。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其包括 用于放置待焊工件的工作臺(tái)面，在所述工作臺(tái)面的一側(cè)設(shè)置有用于牽引所述待焊工件移動(dòng) 的牽引裝置，所述工作臺(tái)面設(shè)置有若干根平行排列的下托輥，在所述工作臺(tái)面的上方設(shè)置 有若干根與所述下托輥平行的上壓輥，在所述工作臺(tái)面上還設(shè)置有側(cè)導(dǎo)輪；所述牽引裝置 的牽引方向與所述下托輥的軸向的夾角在靠近側(cè)導(dǎo)輪一側(cè)是鈍角。 作為本發(fā)明一種攪拌摩擦焊接送料裝置的一種具體實(shí)施方式
，所述工作臺(tái)面上方 設(shè)置有兩根上壓輥。所述兩根上壓輥各采用一套四桿機(jī)構(gòu)固定，在所述四桿機(jī)構(gòu)的上方設(shè) 置有壓緊氣缸用于驅(qū)動(dòng)所述四桿機(jī)構(gòu)同步運(yùn)行；所述壓緊氣缸通過(guò)活塞桿與所述四桿機(jī)構(gòu) 的連桿采用鉸鏈軸連接。 由于本發(fā)明的下托輥的軸向方向與工件前進(jìn)方向存在一個(gè)介于90度至180度之 間的傾角，從而產(chǎn)生一個(gè)使待焊工件向側(cè)導(dǎo)輪靠緊的力，使得在待焊工件遠(yuǎn)離側(cè)導(dǎo)輪一側(cè) 無(wú)需對(duì)待焊工件加以限制，從而實(shí)現(xiàn)了寬幅面工件的焊接。


附圖1為一種攪拌摩擦焊接送料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； [ooog] 附圖2為本發(fā)明中下托輥側(cè)牽引力受力分析圖；
附圖3為本發(fā)明中下托輥側(cè)送料力作用分析 附圖4為圖1中四桿機(jī)構(gòu)和壓緊氣缸的截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種攪拌摩擦焊接送料裝置，使攪拌摩擦焊可以實(shí)現(xiàn)超寬幅面工件 的焊接。該裝置采用側(cè)向定位實(shí)現(xiàn)超寬度工件的焊接，并且在工件沿焊接方向進(jìn)給的同時(shí) 使工件向用于側(cè)向定位的側(cè)導(dǎo)輪靠緊。 參考圖1，在攪拌摩擦焊接送料裝置的工作臺(tái)面01上放置有待焊工件9 ;在待焊工 件9前端設(shè)置有用于牽弓I工件向前移動(dòng)的牽引裝置8，在待焊工件9下方設(shè)置有若干根平行 排列的下托輥l，在待焊工件9上方設(shè)置有若干根與所述下托輥1平行的上壓輥3 ;
參考圖2，在所述待焊工件9的一側(cè)，還設(shè)置有兩個(gè)側(cè)導(dǎo)輪ll，所述下托輥1的軸 線方向與所述牽引裝置8的牽引方向的夾角在靠近側(cè)導(dǎo)輪11的一側(cè)為鈍角，即該夾角介于 90度至180度之間；這兩個(gè)側(cè)導(dǎo)輪距工作臺(tái)面的高度高于所述下托輥距工作臺(tái)面的高度。 所以當(dāng)待焊工件9放置在下托輥1上在牽引裝置的帶動(dòng)下向前移動(dòng)時(shí)，待焊工件9會(huì)緊靠 側(cè)導(dǎo)輪ll，帶動(dòng)側(cè)導(dǎo)輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就保證了待焊工件9不會(huì)沿下托輥1的軸向滑動(dòng)；側(cè) 導(dǎo)輪起到了側(cè)向定位的作用。 作為本發(fā)明一種攪拌摩擦焊接送料裝置的一種具體實(shí)施方式
，參考圖l，上述待焊 工件9上方設(shè)置的上壓輥3可以是兩根；每根上壓輥均設(shè)置在一套四桿機(jī)構(gòu)5下方，在四桿 機(jī)構(gòu)的上方分別設(shè)置有壓緊氣缸4 ;參考圖4，壓緊氣缸4通過(guò)活塞桿41與所述四桿機(jī)構(gòu)5 的連桿52采用鉸鏈軸連接。采用鉸鏈軸同軸布置的兩套雙四連桿機(jī)構(gòu)5可以使兩個(gè)上壓 輥3同步壓在待焊工件9上，兩個(gè)壓緊氣缸4使上壓輥3實(shí)現(xiàn)柔性壓緊；參考圖4中示出了 四桿機(jī)構(gòu)和壓緊氣缸4的連接結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)壓緊氣缸4往下壓時(shí)，其帶動(dòng)氣缸活塞桿41往下 移動(dòng)，從而使得四根連桿52同步運(yùn)行，最終柔性壓緊上壓輥3。 本發(fā)明在待焊工件上下方分別設(shè)置有上壓輥3和下托輥1，并使上壓輥3和下托 輥1的排列與待焊工件進(jìn)給方向呈傾角布置，從而使待焊工件在前進(jìn)的同時(shí)保持向側(cè)向定 位的側(cè)導(dǎo)輪11靠緊，為焊接創(chuàng)造條件。 下面從受力分析的角度來(lái)解釋待焊工件在前進(jìn)的同時(shí)為什么會(huì)向側(cè)向定位的側(cè) 導(dǎo)輪11靠緊的原因，參考圖2，其受力分析如下 a.牽引力F的作用下托輥與牽引力F成傾角布置，因此此力可分解成平行于下 托輥的分力F2和垂直于下托輥的分力Fl，平行于下托輥的分力F2由下托輥支撐座軸承10 承受平衡，垂直于下托輥的分力Fl使下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)并構(gòu)成拉動(dòng)待焊工件向前移動(dòng)的力。
b.送料力F1的作用如圖3所示，送料力F1可分解為平行于牽引力F的分力F3 和垂直于牽引力F的分力F4。垂直于牽引力F的分力F4作用于工件上使工件緊靠側(cè)導(dǎo)輪， 側(cè)導(dǎo)輪主要是起到側(cè)向定位的作用，平行于牽引力F的分力F3作用于待焊工件上起到輸送 待焊工件前進(jìn)的作用。 上壓輥力的作用機(jī)理和力的分析方法與下托輥完全相同，這里不再贅述。只是送
料的總牽引力應(yīng)是工件上下面所受的牽引力之和。 本發(fā)明的送料裝置的工作原理如下 將待焊工件置于下托輥1上并與側(cè)導(dǎo)輪11靠緊，另一待焊工件也置于下托棍1上 并與前一待焊工件靠緊，啟動(dòng)壓緊氣缸驅(qū)動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)使上壓輥3往下壓；將攪拌頭7對(duì)準(zhǔn)焊道2后使旋轉(zhuǎn)的攪拌頭下壓，讓攪拌針緩緩進(jìn)入待焊工件直至攪拌針擋料肩與工件接觸為 止；待焊工件前方的牽引裝置8拉動(dòng)待焊工件往前移動(dòng)，待焊工件帶動(dòng)上壓輥3和下托輥1 轉(zhuǎn)動(dòng)，由于上壓輥3和下托輥1的軸向方向與待焊工件前進(jìn)方向存在一個(gè)介于90度至180 度之間的夾角，從而產(chǎn)生一個(gè)使待焊工件向側(cè)導(dǎo)輪靠緊的力。 由于在現(xiàn)有技術(shù)中一般是將待焊工件固定在設(shè)備工作臺(tái)上，依靠設(shè)備工作臺(tái)或設(shè) 備主軸的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此設(shè)備工作臺(tái)或設(shè)備主軸的行程決定了可焊工件的寬 度，而在本裝置中將待焊工件沿側(cè)導(dǎo)輪靠緊，在工件遠(yuǎn)離側(cè)導(dǎo)輪一側(cè)沒(méi)有限制，從而可以使 待焊工件寬度不受限制，而為了使工件在焊接過(guò)程中始終沿側(cè)導(dǎo)輪靠緊，讓上壓輥和下托 輥傾斜布置，提供一使工件向側(cè)導(dǎo)輪壓靠的力；為完成焊接提供條件。 本發(fā)明的有益效果是該裝置具有所焊工件長(zhǎng)度不限、拼和寬度不限的特點(diǎn)，可實(shí) 現(xiàn)大長(zhǎng)縫、寬幅面工件焊接。并且其結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，用此裝置可代替價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù) 雜的同類功能產(chǎn)品。 以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其包括用于放置待焊工件的工作臺(tái)面，在所述工作臺(tái)面的一側(cè)設(shè)置有用于牽引所述待焊工件移動(dòng)的牽引裝置，其特征在于，所述工作臺(tái)面設(shè)置有若干根平行排列的下托輥，在所述工作臺(tái)面的上方設(shè)置有若干根與所述下托輥平行的上壓輥，在所述工作臺(tái)面上還設(shè)置有側(cè)導(dǎo)輪；所述牽引裝置的牽引方向與所述下托輥的軸向的夾角在靠近側(cè)導(dǎo)輪一側(cè)是鈍角。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其特征在于所述工作臺(tái)面上方 設(shè)置有兩根上壓輥。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其特征在于所述上壓輥各 采用一套四桿機(jī)構(gòu)固定，在所述四桿機(jī)構(gòu)的上方設(shè)置有壓緊氣缸用于驅(qū)動(dòng)所述四桿機(jī)構(gòu)同 步運(yùn)行；所述壓緊氣缸通過(guò)活塞桿與所述四桿機(jī)構(gòu)的連桿采用鉸鏈軸連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其特征在于所述工作臺(tái)面上設(shè) 置有兩個(gè)側(cè)導(dǎo)輪，這兩個(gè)側(cè)導(dǎo)輪設(shè)置在所述下托輥軸向方向的一端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種攪拌摩擦焊接送料裝置，其包括置于待焊工件下方的若干根平行排列的下托輥，置于待焊工件上方若干根與下托輥平行的上壓輥，在待焊工件前方設(shè)置有用于牽引工件移動(dòng)的牽引裝置，在所述工作臺(tái)面上還設(shè)置有側(cè)導(dǎo)輪；所述牽引裝置的牽引方向與所述下托輥的軸向的夾角在靠近側(cè)導(dǎo)輪一側(cè)是鈍角。由于本發(fā)明的上壓輥和下托輥的軸向方向與工件前進(jìn)方向存在一傾角，從而產(chǎn)生一個(gè)使待焊工件向側(cè)導(dǎo)輪靠緊的力，實(shí)現(xiàn)了寬幅面工件的焊接。
文檔編號(hào)B23K20/12GK101722359SQ20091021429
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者周清華, 王曉錚 申請(qǐng)人:廣州中國(guó)科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院