一種高頻率線(xiàn)性摩擦焊接設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高頻率線(xiàn)性摩擦焊接設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]線(xiàn)性摩擦焊接是在摩擦焊原理的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種焊接新技術(shù)，不使用另外的連接件或結(jié)合劑就能將可以將方形、圓形、多邊形截面的金屬或塑料材料焊接在一起，它具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足了企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。線(xiàn)性摩擦焊接憑借其靈活、可靠的特點(diǎn)，擴(kuò)展了摩擦焊在非軸對(duì)稱(chēng)工件中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了大量線(xiàn)性摩擦焊的設(shè)備、工藝檢測(cè)研究。近年來(lái)，線(xiàn)性摩擦焊技術(shù)由于在航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤(pán)（尤其是空心葉片連接在輪盤(pán)上）的制造、修復(fù)中占有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)外受到了廣泛地關(guān)注并取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。
[0003]線(xiàn)性摩擦焊的基本原理:待焊工件被往復(fù)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)著，相對(duì)于另一側(cè)被固定的工件表面以一定的頻率和振幅進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工件接合面在垂直于往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向的壓力下接觸并互相摩擦;隨著摩擦運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，摩擦熱使得摩擦表面的金屬逐漸達(dá)到粘塑性狀態(tài)并產(chǎn)生變形；然后控制兩工件迅速對(duì)中并施加頂鍛壓力，工件完成焊接。線(xiàn)性摩擦焊接過(guò)程中，振動(dòng)頻率和摩擦壓力是影響摩擦焊接質(zhì)量的主要因素，當(dāng)振動(dòng)頻率和摩擦壓力增加時(shí)，焊接熱輸入量也相應(yīng)增加。由于焊接件變形的不均勻性，壓力過(guò)大則會(huì)影響焊接件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)使焊接件飛邊增大，因此，不能采用太大的壓力值。摩擦?xí)r間也是線(xiàn)性摩擦焊接過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，但延長(zhǎng)摩擦?xí)r間不是增加熱量輸入的最有效方法。因?yàn)闊醾鲗?dǎo)、對(duì)流及高溫塑性焊接件的擠出等因素的存在，使得焊接過(guò)程中存在一熱輸入熱輸出的平衡點(diǎn)。在熱平衡之前，增加摩擦?xí)r間對(duì)增加熱輸入有效，而在熱平衡點(diǎn)之后，增加摩擦?xí)r間對(duì)熱輸入作用不大。在確保往復(fù)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的情況下，提高振動(dòng)頻率是增加熱輸入量和提高焊縫質(zhì)量最有效的方法。
[0004]目前，線(xiàn)性摩擦焊機(jī)有電磁式、液壓式和機(jī)械式幾種類(lèi)型，電磁式和液壓式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本太高，機(jī)械式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但振動(dòng)裝置采用雙連桿或單搖臂機(jī)構(gòu)，不僅故障率高，而且振動(dòng)頻率低。因此，為了滿(mǎn)足廣大市場(chǎng)的需求，發(fā)明研制國(guó)內(nèi)外具有振動(dòng)頻率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的線(xiàn)性摩擦焊機(jī)具有重大實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、振動(dòng)頻率高的線(xiàn)性摩擦焊接設(shè)備的裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種高頻率線(xiàn)性摩擦焊接設(shè)備，它包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、加壓系統(tǒng)、導(dǎo)軌及機(jī)身；其特征在于：動(dòng)力系統(tǒng)包括控制器、電源，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括圓弧同步帶輪A、齒輪、軸A、軸B、圓弧同步帶輪B、深溝球軸承B、軸承座、圓螺母、安裝棒，振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括凸輪、深溝球軸承A、支座B、振動(dòng)體、螺帽、軸C，夾持機(jī)構(gòu)包括夾具I、夾具2、滑臺(tái)、支座A;夾具I安裝在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，振動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)軌A上，導(dǎo)軌A固定在機(jī)身上，夾具2安裝在滑臺(tái)上，滑臺(tái)安裝在導(dǎo)軌B上，導(dǎo)軌B固定在機(jī)身上，加壓系統(tǒng)一端固定在機(jī)身上，另一端固定在支座A上，支座A固定在滑臺(tái)上，加壓系統(tǒng)推動(dòng)滑臺(tái)沿導(dǎo)軌B滑動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在機(jī)身的一端，由動(dòng)力系統(tǒng)提供能源。
[0007]本實(shí)用新型所述的振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括深溝球軸承A、支座B、振動(dòng)體、螺帽、軸C，其特征是深溝球軸承A通過(guò)軸C安裝在支座B，并用螺帽固定，支座B固定在振動(dòng)體上。
[0008]本實(shí)用新型所述的動(dòng)力系統(tǒng)，電源采用三相交流減速電機(jī)，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變工件摩擦頻率，設(shè)定工件的摩擦?xí)r間。
[0009]本實(shí)用新型所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪分別安裝在軸A、軸B上，圓弧同步帶輪A連接動(dòng)力系統(tǒng)與軸A上的齒輪，圓弧同步帶輪B連接軸A及軸B上的齒輪，振動(dòng)機(jī)構(gòu)上的凸輪分別安裝在軸A及軸B上，并用圓螺母固定，安裝時(shí)用安裝棒來(lái)保持兩凸輪相互垂直，軸A及軸B上分別安裝深溝球軸承B，深溝球軸承B分別安裝在軸承座上，軸承座固定在機(jī)身上。
[0010]本實(shí)用新型所述的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的深溝球軸承A與凸輪相切，深溝球軸承A通過(guò)軸C安裝在支座B，并用螺帽固定，支座B固定在振動(dòng)體上。
[0011]本實(shí)用新型所述的夾持機(jī)構(gòu)，所述的夾具可以根據(jù)工件的形狀和大小來(lái)調(diào)整。
[0012]本實(shí)用新型所述的加壓系統(tǒng)，所述的加壓采用PLC控制氣缸提供頂鍛力和摩擦力。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，振動(dòng)頻率高。一般的凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成高副結(jié)構(gòu)。凸輪是一個(gè)具有曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);從動(dòng)件是與凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，一般做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，并且只能是在垂直方向。本實(shí)用新型利用凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)自行設(shè)計(jì)了凸輪裝置，該裝置采用雙凸輪機(jī)構(gòu)，其凸輪輪廓軌跡是沿圓周運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)軸承始終有一個(gè)與其中一個(gè)凸輪相切，從而帶動(dòng)振動(dòng)體做往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，振動(dòng)體往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次。與已往的線(xiàn)性摩擦焊機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，使得焊接摩擦頻率提高了兩倍，并且可通過(guò)增加凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)獲得更高的頻率，滿(mǎn)足了線(xiàn)性摩擦焊接對(duì)高頻率的需求。設(shè)備主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、加壓系統(tǒng)、導(dǎo)軌及機(jī)身組成。振動(dòng)機(jī)構(gòu)由動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力源，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器控制電源轉(zhuǎn)速的方式來(lái)改變振動(dòng)體的振動(dòng)頻率，從而可滿(mǎn)足不同階段的焊接過(guò)程對(duì)頻率變化的要求;加壓系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)型氣缸，其作用是在焊接過(guò)程中施加摩擦壓力及頂鍛壓力，摩擦壓力為O?2. 5kN，頂鍛壓力為O?50kN，摩擦頂鍛時(shí)間為O?90秒。通過(guò)雙凸輪裝置將動(dòng)力系統(tǒng)提供給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得夾持機(jī)構(gòu)在雙凸輪裝置的作用下沿著導(dǎo)軌做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦頻率在OHz?250Hz之間變化，焊件間的振幅為土 3mm，工件定位精度為± O. Imm，適合不同具有塑性的材料焊接。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖I為本實(shí)用新型線(xiàn)性摩擦焊機(jī)基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型動(dòng)力系統(tǒng)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及振動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖一。
[0017]圖4為本實(shí)用新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及振動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖二。
[0018]在圖中，1、導(dǎo)軌A2、振動(dòng)機(jī)構(gòu)3、夾具4、待焊工件5、滑臺(tái)6、支座A 7、導(dǎo)軌B 8、氣缸加壓系統(tǒng)9、機(jī)身10、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11、控制器12、電源13、圓弧同步帶輪A 14、齒輪