一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及焊接設(shè)備，具體地說(shuō)是一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置。包括底座、立柱、滑鞍、滑枕及主軸結(jié)構(gòu)，其中立柱滑動(dòng)安裝在底座上，所述立柱上沿豎直方向開(kāi)設(shè)有矩形通孔I；所述滑鞍設(shè)置于立柱的矩形通孔I內(nèi)、并與立柱滑動(dòng)連接，所述滑鞍上沿長(zhǎng)度方向設(shè)有矩形通孔II，所述滑枕插設(shè)于滑鞍的矩形通孔II內(nèi)、并與滑鞍滑動(dòng)連接，滑枕的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有主軸結(jié)構(gòu)，所述主軸結(jié)構(gòu)與攪拌頭連接；所述攪拌頭通過(guò)立柱在底座上X方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑鞍在立柱的矩形通孔I內(nèi)Y方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑枕在滑鞍的矩形通孔II內(nèi)Z方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)剛度高，通過(guò)在X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)曲線焊縫的攪拌摩擦焊接。
【專利說(shuō)明】一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接設(shè)備，具體地說(shuō)是一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，適用于航空航天大型薄壁高強(qiáng)度鋁合金件的焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)航空航天大型部件的焊接，一般采用熔化焊，但這種焊接方法具有較大的弊端，如焊縫尺寸不符合要求，沿焊縫的母材部位產(chǎn)生溝槽或凹陷，焊縫中殘有熔渣，焊穿等。
[0003]多年以來(lái)，攪拌摩擦焊技術(shù)經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究，顯示出很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)簡(jiǎn)單，焊接溫度低于材料熔點(diǎn)，可以有效的避免上述熔化焊的缺點(diǎn)。但是在進(jìn)行空間大型曲線焊縫的焊接時(shí)，若采用單立柱單懸臂的設(shè)備焊接焊縫，由于設(shè)備強(qiáng)度剛度不夠，容易發(fā)生側(cè)翻現(xiàn)象導(dǎo)致焊縫精度不夠，如若采用框架式拼接立柱、拼接滑鞍時(shí)，由于拼接處存在接觸，從而導(dǎo)致攪拌摩擦焊末端精度下降。所以，受到環(huán)境、操作條件等限制，需要一種結(jié)構(gòu)緊湊，高剛度，高強(qiáng)度的攪拌摩擦焊設(shè)備去滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置。該裝置結(jié)構(gòu)剛度高，通過(guò)在X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)曲線焊縫的攪拌摩擦焊接。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，包括底座、立柱、滑鞍、滑枕及主軸結(jié)構(gòu)，其中立柱滑動(dòng)安裝在底座上，所述立柱上沿豎直方向開(kāi)設(shè)有矩形通孔I;所述滑鞍設(shè)置于立柱的矩形通孔I內(nèi)、并與立柱滑動(dòng)連接，所述滑鞍上沿長(zhǎng)度方向設(shè)有矩形通孔II，所述滑枕插設(shè)于滑鞍的矩形通孔II內(nèi)、并與滑鞍滑動(dòng)連接，滑枕的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有主軸結(jié)構(gòu)，所述主軸結(jié)構(gòu)與攪拌頭連接；所述攪拌頭通過(guò)立柱在底座上X方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑鞍在立柱的矩形通孔I內(nèi)Y方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑枕在滑鞍的矩形通孔II內(nèi)Z方向運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述底座上設(shè)有底座導(dǎo)軌，所述立柱通過(guò)底部設(shè)有的滑塊與底座導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)立柱的X方向運(yùn)動(dòng)。所述底座導(dǎo)軌為三條，該三條底座導(dǎo)軌相互平行設(shè)置。
[0008]所述立柱上的矩形通孔I的相對(duì)側(cè)面沿豎直方向?qū)ΨQ設(shè)有內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌，立柱的前端面、矩形通孔I的兩側(cè)沿豎直方向?qū)ΨQ設(shè)有前側(cè)導(dǎo)軌；所述滑鞍為T型，滑鞍的兩端通過(guò)安裝在滑鞍上的滑塊與內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌和前側(cè)導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)滑鞍的Y方向運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述滑枕的兩側(cè)面分別對(duì)稱設(shè)有兩根滑枕導(dǎo)軌，所述滑鞍的矩形通孔II的相對(duì)內(nèi)側(cè)面通過(guò)安裝在滑鞍上的滑塊與滑枕導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)滑枕的Z方向運(yùn)動(dòng)。
[0010]所述攪拌頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主軸結(jié)構(gòu)的側(cè)面。所述立柱為封閉式框架結(jié)構(gòu)，整體加工成型。所述滑枕的長(zhǎng)度比滑鞍的長(zhǎng)度長(zhǎng)。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與有益效果是:
[0012]1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于安裝，可靠實(shí)用，通過(guò)直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)曲線焊縫的攪拌摩擦焊接。[0013]2.本發(fā)明立柱為封閉式框架結(jié)構(gòu)，整體加工成型，整體精度和剛度得到大幅度提聞。
[0014]3.本發(fā)明焊接質(zhì)量好，有效避免傳統(tǒng)熔化焊所帶來(lái)的弊端。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明等軸測(cè)視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明主視圖；
[0018]圖4為圖3的后視圖；
[0019]圖5為本發(fā)明滑塊與導(dǎo)軌的連接示意圖；
[0020]圖6為圖3的側(cè)視圖；
[0021]圖7為圖6的剖視圖；
[0022]圖8為本發(fā)明中滑鞍與滑塊的立體示意圖一；
[0023]圖9為本發(fā)明中滑鞍與滑塊的立體示意圖二。
[0024]其中:1為底座,2為底座導(dǎo)軌,3為滑塊,4為立柱,5為前側(cè)導(dǎo)軌,6為內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌,7為滑鞍，8為滑枕導(dǎo)軌，9為滑枕，10為主軸結(jié)構(gòu)，11為攪拌頭。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0026]如圖1?9所示，本發(fā)明包括底座1、立柱4、滑鞍7、滑枕9及主軸結(jié)構(gòu)10，其中底座I的上表面加工有三個(gè)相互平行的凸臺(tái)，用以安裝底座導(dǎo)軌2，將三個(gè)長(zhǎng)度相同的底座導(dǎo)軌2分別安裝在底座I上的三個(gè)凸臺(tái)上。立柱4的底部開(kāi)設(shè)有三條相互平行凹槽，并且安裝有十二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滑塊3，平均每條凹槽都裝有四個(gè)滑塊3。將立柱4連帶滑塊3從底座導(dǎo)軌2的一側(cè)滑進(jìn)，即實(shí)現(xiàn)了立柱4相對(duì)底座I的滑動(dòng)，從而完成立柱4與底座I的滑動(dòng)連接。
[0027]立柱4為封閉式框架結(jié)構(gòu)，整體加工成型，中間無(wú)連接環(huán)節(jié)。立柱4上沿高度方向開(kāi)設(shè)有矩形通孔I，該矩形通孔I內(nèi)側(cè)相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上沿豎直方向?qū)ΨQ安裝兩條長(zhǎng)度相等，結(jié)構(gòu)相同的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌6，立柱4的前端面、矩形通孔I的兩側(cè)沿豎直方向?qū)ΨQ設(shè)有兩條長(zhǎng)度相等、結(jié)構(gòu)相同的前側(cè)導(dǎo)軌5?；?為T型，其中的一端較寬，較寬一端的兩側(cè)開(kāi)沿豎直方向開(kāi)設(shè)有凹槽，每個(gè)凹槽裝有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滑塊3?；?較窄的另一端兩側(cè)沿豎直方向開(kāi)設(shè)有凹槽，每個(gè)凹槽裝有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滑塊3，將滑鞍7連帶滑塊3安裝在立柱4的前側(cè)導(dǎo)軌5和內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌6之上，完成滑鞍7與立柱4的滑動(dòng)連接，從而實(shí)現(xiàn)滑鞍7沿著立柱4的Y方向(即豎直方向)上的運(yùn)動(dòng)。
[0028]滑鞍7的中心部分沿長(zhǎng)度方向設(shè)有矩形通孔11，通矩形通孔11的兩個(gè)側(cè)面分別裝有4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的滑塊3?；?的兩個(gè)側(cè)面沿長(zhǎng)度方向分別對(duì)稱安裝兩條長(zhǎng)度相等、結(jié)構(gòu)相同的滑枕導(dǎo)軌8，滑枕9的長(zhǎng)度要比滑鞍7長(zhǎng)。將滑枕9連帶滑枕導(dǎo)軌8安裝在滑鞍7的矩形通孔II內(nèi)的滑塊3上，完成滑枕9與滑鞍7之間的滑動(dòng)連接，即實(shí)現(xiàn)滑枕9相對(duì)于滑鞍7的伸出與回收運(yùn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)滑枕9的Z方向運(yùn)動(dòng)。
[0029]滑枕9的半圓頭一端側(cè)面轉(zhuǎn)動(dòng)連接有主軸結(jié)構(gòu)10，主軸結(jié)構(gòu)10可以繞其本身軸線旋轉(zhuǎn)。攪拌頭11轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主軸結(jié)構(gòu)10的小圓柱頭的端面，且可以繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。
[0030]本發(fā)明工作原理是:
[0031]本發(fā)明工作時(shí)，底座I上的底座導(dǎo)軌2可以提供X方向上的運(yùn)功，立柱4上的前側(cè)導(dǎo)軌5以及內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌6可以提供Y方向上的運(yùn)動(dòng)，滑枕9上的滑枕導(dǎo)軌8可以提供Z方向的運(yùn)動(dòng)，主軸結(jié)構(gòu)10的旋轉(zhuǎn)可以調(diào)整焊接的角度，攪拌頭11繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，在兩焊接件的邊
[0032]產(chǎn)生大量的摩擦熱，從而在金屬連接處產(chǎn)生金屬塑性軟化區(qū)，該塑性軟化區(qū)域在攪拌頭11的作用下，攪拌后的金屬沿焊縫向后流動(dòng)，形成塑性金屬流，并在攪拌頭11離開(kāi)后的冷卻過(guò)程中，受到擠壓形成固相焊接接頭，即實(shí)現(xiàn)焊縫的高質(zhì)量焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:包括底座(1)、立柱(4)、滑鞍(7)、滑枕(9)及主軸結(jié)構(gòu)(10)，其中立柱(4)滑動(dòng)安裝在底座(1)上，所述立柱(4)上沿豎直方向開(kāi)設(shè)有矩形通孔I ;所述滑鞍(7)設(shè)置于立柱(4)的矩形通孔I內(nèi)、并與立柱(4)滑動(dòng)連接，所述滑鞍(7)上沿長(zhǎng)度方向設(shè)有矩形通孔II，所述滑枕(9)插設(shè)于滑鞍(7)的矩形通孔II內(nèi)、并與滑鞍(7)滑動(dòng)連接，滑枕(9)的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有主軸結(jié)構(gòu)(10)，所述主軸結(jié)構(gòu)(10)與攪拌頭(11)連接；所述攪拌頭(11)通過(guò)立柱⑷在底座⑴上X方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑鞍(7)在立柱(4)的矩形通孔I內(nèi)Y方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑枕(9)在滑鞍(7)的矩形通孔II內(nèi)Z方向運(yùn)動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述底座(1)上設(shè)有底座導(dǎo)軌(2)，所述立柱(4)通過(guò)底部設(shè)有的滑塊(3)與底座導(dǎo)軌(2)滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)立柱⑷的X方向運(yùn)動(dòng)。
3.按權(quán)利要求2所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述底座導(dǎo)軌(2)為三條，該三條底座導(dǎo)軌(2)相互平行設(shè)置。
4.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述立柱(4)上的矩形通孔I的相對(duì)側(cè)面沿豎直方向?qū)ΨQ設(shè)有內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌(6)，立柱(4)的前端面、矩形通孔I的兩側(cè)沿豎直方向?qū)ΨQ設(shè)有前側(cè)導(dǎo)軌(5);所述滑鞍(7)為T型，滑鞍(7)的兩端通過(guò)安裝在滑鞍(7)上的滑塊(3)與內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌(6)和前側(cè)導(dǎo)軌(5)滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)滑鞍(7)的Y方向運(yùn)動(dòng)。
5.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述滑枕(9)的兩側(cè)面分別對(duì)稱設(shè)有兩根滑枕導(dǎo)軌(8)，所述滑鞍(7)的矩形通孔II的相對(duì)內(nèi)側(cè)面通過(guò)安裝在滑鞍(7)上的滑塊 (3)與滑枕導(dǎo)軌(8)滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)滑枕(9)的Z方向運(yùn)動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述攪拌頭(11)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主軸結(jié)構(gòu)(10)的側(cè)面。
7.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述立柱(4)為封閉式框架結(jié)構(gòu)，整體加工成型。
8.按權(quán)利要求1所述的整體框架式懸臂攪拌摩擦焊裝置，其特征在于:所述滑枕(9)的長(zhǎng)度比滑鞍(7)的長(zhǎng)度長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】B23K20/12GK103878475SQ201210560217
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】周維佳, 武加鋒, 宛敏紅, 田遠(yuǎn)征, 楊廣新, 駱海濤, 王洪光, 王敏, 孫澍鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所