本實(shí)用新型涉及攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，具體涉及一種用于超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)的恒壓力焊接機(jī)頭。

背景技術(shù)：

攪拌摩擦焊接是高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運(yùn)動(dòng)，在攪拌頭與工件的接觸部位產(chǎn)生摩擦熱，使其周圍金屬塑化，并在攪拌頭軸肩與攪拌針的攪拌及擠壓作用下實(shí)現(xiàn)材料連接的固相焊接方法。攪拌摩擦焊接相對(duì)傳統(tǒng)的焊接方法具有接頭性能接近母材，焊接過(guò)程中不產(chǎn)生弧光和有害氣體，焊接過(guò)程中不需要持續(xù)填充焊絲，節(jié)省原材料等優(yōu)點(diǎn)。

由于攪拌摩擦焊接具有上述一些優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)攪拌摩擦焊接技術(shù)在航空、航天、船舶、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著對(duì)攪拌摩擦焊接技術(shù)的不斷研究，可焊接的材料種類也多樣化，攪拌摩擦焊接設(shè)備的焊接厚度不斷提高，企業(yè)對(duì)超大厚度板焊接設(shè)備需求和要求不斷增多和提高。

然而，目前常規(guī)攪拌摩擦焊技術(shù)和裝備存在兩個(gè)問(wèn)題有待解決：

（1）焊接時(shí)攪拌頭插入工件深度多由人工操作，操作者根據(jù)肉眼判斷飛邊大小，進(jìn)而抬高或降低軸肩高度。常導(dǎo)致焊接后的表面飛邊較大，焊后表面平整度差，后期打磨時(shí)間長(zhǎng)，增加了人工成本，且影響焊后表面美觀。

（2）超大厚度板焊接過(guò)程中頂鍛力大，采用傳統(tǒng)的單一軸端壓力測(cè)試裝置很難滿足大厚板焊接的力量程要求，且厚板焊接過(guò)程中前進(jìn)抗力大，攪拌頭和刀柄易折斷，壓力測(cè)試裝置的安裝更加增加了刀柄折斷的概率，一旦壓力測(cè)試裝置折斷經(jīng)濟(jì)損失大。

（3）傳統(tǒng)將測(cè)力裝置安裝在轉(zhuǎn)接刀柄處結(jié)構(gòu)，超大厚度攪拌摩擦焊接過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量，而絕大多數(shù)測(cè)力傳感器可承受的最高溫度較低，這將影響測(cè)得力的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)傳統(tǒng)攪拌摩擦焊接設(shè)備存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提出一種用于超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)的恒壓力焊接機(jī)頭，采用三點(diǎn)分布式力傳感器測(cè)試裝置，可以穩(wěn)定測(cè)量焊接過(guò)程中頂鍛力大小，且力傳感器測(cè)試裝置位于主軸筒體與固定殼體之間，穩(wěn)定可靠，不存在折斷危險(xiǎn)；由于遠(yuǎn)離主軸，溫升小。

為了解決本實(shí)用新型對(duì)超大厚度焊接恒壓力控制問(wèn)題，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上采取三點(diǎn)分布測(cè)量技術(shù)：包括主軸內(nèi)套筒、主軸外套筒，單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器、調(diào)整墊片、固定螺釘。

主軸外套筒與攪拌摩擦焊接機(jī)床Z軸通過(guò)滑枕連接（Z軸即為焊接頭的軸向方向），主軸內(nèi)套筒通過(guò)本身端面法蘭和主軸外套筒相連，主軸內(nèi)套筒端面一周均布三個(gè)讓位槽，三個(gè)單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器分別放置在三個(gè)讓位槽內(nèi)，上下配有調(diào)整墊片，單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器和調(diào)整墊片均程環(huán)形結(jié)構(gòu)，固定螺釘穿過(guò)主軸內(nèi)套筒、單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器和調(diào)整墊片與拌主軸內(nèi)套筒連接，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整墊片的厚度進(jìn)而調(diào)節(jié)單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器預(yù)壓量。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型采用帶有恒壓力傳感器的主軸，可根據(jù)焊接過(guò)程中頂鍛力的大小調(diào)節(jié)Z軸高度，與非恒壓力控制主軸相比，減少了人為失誤引起的表面飛邊大，焊縫表面不平整問(wèn)題。

本實(shí)用新型通過(guò)在主軸內(nèi)外套筒之間安裝三個(gè)120°均布單點(diǎn)壓力傳感器，內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)剛性好，且為非懸臂結(jié)構(gòu)，相比與現(xiàn)有將傳感器安裝在主軸端部的結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)剛性好，不會(huì)出現(xiàn)傳感器由于在前進(jìn)抗力作用下隨刀柄折斷情況。

本實(shí)用新型傳感器安裝在主軸內(nèi)外套筒之間遠(yuǎn)離攪拌頭，附近溫升小，測(cè)量精度不易受影響。

本實(shí)用新型通過(guò)在平面內(nèi)120°均布三個(gè)單點(diǎn)壓力傳感器，通過(guò)數(shù)據(jù)疊加獲得實(shí)際頂鍛力大小，每個(gè)傳感器量程是單個(gè)傳感器量程的三分之一，每個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)尺寸小，與現(xiàn)有將傳感器安裝在主軸端部的結(jié)構(gòu)相比，對(duì)主軸前端結(jié)構(gòu)無(wú)影響，方便工件裝夾及焊接。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種用于超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)的恒壓力焊接機(jī)頭，包括：設(shè)置在攪拌摩擦焊接機(jī)頭主軸上的主軸內(nèi)套筒，以及套接在所述主軸內(nèi)套筒外周的主軸外套筒，其特征在于，所述環(huán)繞所述主軸內(nèi)套筒周向一周均布有三個(gè)讓位槽，每個(gè)所述讓位槽內(nèi)均設(shè)置一個(gè)壓力傳感器，所述讓位槽內(nèi)還設(shè)有與所述壓力傳感器累疊在一起的調(diào)整墊片。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述主軸外套筒與所述主軸內(nèi)套筒軸線重合。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述壓力傳感器為單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述主軸內(nèi)套筒通過(guò)自身的端面法蘭與所述主軸外套筒相連。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述壓力傳感器與所述調(diào)整墊片均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，一固定螺釘穿入所述主軸內(nèi)套筒后繼續(xù)穿入所述調(diào)整墊片和所述壓力傳感器環(huán)形的孔。

本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，每個(gè)所述壓力傳感器兩側(cè)均設(shè)置一個(gè)調(diào)整墊片。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1一種用于超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)的恒壓力焊接機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2采用本實(shí)用新型提出的恒壓力焊接機(jī)頭的超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)主軸示意圖；

圖中：1、主軸內(nèi)套筒，2、主軸外套筒，3、單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器，4、調(diào)整墊片，5、固定螺釘。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型選取實(shí)施例：一種用于超大厚度攪拌摩擦焊機(jī)的恒壓力焊接機(jī)頭包括：包括主軸內(nèi)套筒1、主軸外套筒2，單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器3、調(diào)整墊片4、固定螺釘5。

如圖2所示，主軸內(nèi)套筒1通過(guò)本身端面法蘭和主軸外套筒2相連，主軸內(nèi)套筒1端面一周均布三個(gè)讓位槽，三個(gè)單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器3分別放置在三個(gè)讓位槽內(nèi)，上下配有調(diào)整墊片4，單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器3和調(diào)整墊片4程環(huán)形結(jié)構(gòu)，固定螺釘5穿過(guò)主軸內(nèi)套筒1、單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器3和調(diào)整墊片4與拌主軸內(nèi)套筒1連接。

攪拌摩擦焊接過(guò)程中主軸內(nèi)套筒1上，通過(guò)三個(gè)圓周均布的單點(diǎn)壓力檢測(cè)傳感器3、調(diào)整墊片4、固定螺釘5組成的壓力測(cè)量組件檢測(cè)受力的大小，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算求得三點(diǎn)綜合受力即頂鍛力大小，通過(guò)頂鍛力的大小調(diào)節(jié)Z軸高度，使主軸所受頂鍛力在一個(gè)范圍內(nèi)變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒壓力焊接功能，保證焊縫表面質(zhì)量。

以上依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定技術(shù)性范圍。