專利名稱：線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，特別是線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力脈動加載機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)“線性摩擦焊機(jī)振動模型及動力學(xué)分析《航空制造技術(shù)》王慶、杜隨更2002年第8期33～36頁”，分析了線性摩擦焊機(jī)振動端正弦往復(fù)運(yùn)動的驅(qū)動力F和摩擦壓力P之間的關(guān)系。指出，當(dāng)摩擦壓力P恒定時，振動端正弦往復(fù)運(yùn)動的力驅(qū)動力F是克服運(yùn)動部件慣性運(yùn)動的力和摩擦力的合力，振動部件運(yùn)動剛反向時，驅(qū)動力達(dá)最大值，等于最大慣性力和摩擦力之和。
參照圖4，線性摩擦焊機(jī)廣泛應(yīng)用于焊接行業(yè)。公知的線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，包括振動夾具2、振動油缸3和聯(lián)動裝置13，聯(lián)動裝置13裝有直線導(dǎo)軌，固定于振動夾具2與線性摩擦焊機(jī)床身14之間，振動工件1在振動夾具2、振動油缸3驅(qū)動下上下往復(fù)運(yùn)動，移動工件7在移動夾具8和推力油缸9驅(qū)動下水平運(yùn)動。在伺服閥4的作用下液壓系統(tǒng)驅(qū)動振動油缸3活塞上下往復(fù)運(yùn)動，提供振動工件1上下往復(fù)運(yùn)動的驅(qū)動力。在三位四通換向閥10的作用下液壓系統(tǒng)驅(qū)動推力油9缸活塞水平往復(fù)運(yùn)動。在摩擦過程中，該系統(tǒng)施加在水平方向的摩擦壓力P是恒定的。
上述線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)所需驅(qū)動力較大，不利于節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)所需驅(qū)動力大的不足，本發(fā)明提供一種線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，通過鉸鏈?zhǔn)铰?lián)動裝置，使摩擦壓力在加載過程產(chǎn)生脈動，在焊件相同的情況下，所需驅(qū)動力大大減小。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，包括振動夾具2、振動油缸3和聯(lián)動裝置13，其特點(diǎn)是所述的聯(lián)動裝置，其中一個固連于振動油缸3和振動夾具2之間，在振動夾具2與線性摩擦焊機(jī)床身14之間，固連有2～4個聯(lián)動裝置。
上述聯(lián)動裝置包括連桿臂20、芯軸21、軸承22和連桿座23，軸承22的外圈固定在連桿座23上，芯軸21穿過軸承22與連桿臂20固定，連桿臂20通過軸承22繞連桿座23的芯軸21轉(zhuǎn)動。
上述聯(lián)動裝置13與振動系統(tǒng)配合提供線性摩擦焊機(jī)脈動摩擦壓力。
本發(fā)明的有益效果是由于加裝了鉸鏈?zhǔn)铰?lián)動裝置，使得線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載過程中產(chǎn)生脈動，在焊件相同的情況下，所需驅(qū)動力大大減小。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中聯(lián)動裝置放大圖。
圖3是圖1中聯(lián)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是背景技術(shù)線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)示意圖。
1-振動工件，2-振動夾具，3-振動油缸，4-伺服閥，5-振動系統(tǒng)油泵，6-振動系統(tǒng)溢流閥，7-移動工件，8-移動夾具，9-推力油缸，10-三向四通換向閥，11-推力系統(tǒng)溢流閥，12-推力系統(tǒng)油泵，13-聯(lián)動裝置，14-床身，18-振動夾具本體，19-振動端楔型夾塊，20-連桿臂，21-芯軸，22-軸承，23-連桿座。
具體實施例方式
為了減小振動驅(qū)動力，本發(fā)明提出了一種摩擦壓力脈動加載機(jī)構(gòu)，使摩擦壓力P在線性摩擦焊接過程中周期變化當(dāng)振動工件運(yùn)動到中位時，慣性力最小，此時摩擦壓力最大；當(dāng)振動工件運(yùn)動到兩個極限位置時，慣性力最大，此時摩擦壓力最小。摩擦壓力P與慣性力具有相同的變化頻率，但相位相差π/2。避免了最大慣性力和最大摩擦力的疊加，因此減小了振動所需的最大驅(qū)動力。由此，當(dāng)所需振動頻率和振幅相同時，振動系統(tǒng)所需的功率降低；當(dāng)系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)功率相同時，振動系統(tǒng)所能產(chǎn)生的最大振動幅值和頻率將得到提高。
參照圖1～3，在振動油缸3和振動夾具2之間固連一個聯(lián)動裝置13，在振動夾具2與線性摩擦焊機(jī)床身14之間，固連有2個聯(lián)動裝置13。根據(jù)焊接件的大小，可以安裝2～4個聯(lián)動裝置13。振動夾具2與線性摩擦焊機(jī)床身14之間的聯(lián)動裝置形成2～3個平行四邊型結(jié)構(gòu)。
所述的聯(lián)動裝置包括連桿臂20、芯軸21、軸承22和連桿座23，芯軸21穿過軸承22，將連桿臂20與兩端的連桿座23連接，連桿臂20可以繞芯軸21轉(zhuǎn)動。當(dāng)振動夾具2在振動油缸3活塞的帶動下上下往復(fù)運(yùn)動時，振動夾具2在水平方向也會產(chǎn)生微小位移的變化。當(dāng)振動工件1上下運(yùn)動到中間位置時，其水平位置最靠右；當(dāng)振動工件1上下運(yùn)動到最高和最低位置時，其水平方向上最靠左。從而使振動工件1在水平方向上產(chǎn)生與振動油缸活塞同步的位移變化，由此帶動振動夾具2和振動工件1在水平方向上有一個和振動油缸3活塞同頻率的振動。為了避免振動夾具2水平方向微動時，振動油缸3活塞受到影響，在振動油缸3和振動夾具2之間固連有聯(lián)動裝置13。
由于水平推力油缸9液壓系統(tǒng)的遲滯效應(yīng)，以及水平推力油缸9活塞和移動夾具8的機(jī)械慣性效應(yīng)，當(dāng)振動工件2水平方向左移時，振動工件1和移動工件7之間的摩擦壓力P減??；當(dāng)振動工件1水平方向右移時，振動工件1和移動工件7之間的摩擦壓力P增大。這樣就使得摩擦壓力P與慣性力具有相同的變化頻率，但相位相差π/2。即當(dāng)振動工件1上下運(yùn)動到中間位置時，慣性力最小，摩擦壓力P最大；當(dāng)振動工件1上下運(yùn)動到最高和最低位置時，慣性力最大，而摩擦壓力P最小。這樣，避免了最大慣性力和最大摩擦壓力的相互疊加。使得振動所需的最大驅(qū)動力由最大慣性力和最大摩擦力的代數(shù)和變?yōu)檎皇噶亢停瑥亩_(dá)到減小振動驅(qū)動力的目的。
如圖1所示，振動工件1由振動夾具2夾持，經(jīng)過聯(lián)動裝置13與振動油缸3活塞相連，振動油缸1兩腔的壓力由伺服閥4控制。伺服閥4的動力由振動系統(tǒng)油泵5提供，閥前系統(tǒng)壓力由振動系統(tǒng)溢流閥6控制。振動夾具2和線性摩擦焊機(jī)床身14之間通過一組聯(lián)動裝置13相連。移動工件7由移動夾具8夾持，與推力油缸9活塞相連。推力油缸9活塞的運(yùn)動方向由三位四通換向閥10控制，推力系統(tǒng)壓力由推力系統(tǒng)溢流閥11控制，推力系統(tǒng)動力由推力系統(tǒng)油泵12提供。
如圖2所示，振動工件1由兩塊振動端楔型夾塊19夾持在振動夾具本體18上。振動夾具本體18和床身14之間通過兩組聯(lián)動裝置13相連。兩組聯(lián)動裝置13結(jié)構(gòu)大小相同，保證振動夾具本體18運(yùn)動過程中始終與床身14平行。振動夾具本體18和振動油缸3活塞通過一組聯(lián)動裝置13相連，避免振動夾具本體18水平方向微動對振動油缸3活塞的影響。
如圖3所示，聯(lián)動裝置13包括一個連桿臂20，兩個芯軸21，兩個連桿座23和四個軸承22。軸承22的外圈固定在連桿座23上，軸承22的內(nèi)圈和連桿臂20固定在芯軸21上。連桿臂20通過軸承22繞連桿座23轉(zhuǎn)動。
線性摩擦焊接時，推力系統(tǒng)油泵12啟動，為推力系統(tǒng)提供動力。摩擦壓力平均值由推力系統(tǒng)溢流閥11調(diào)節(jié)。三位四通換向閥10左側(cè)電磁鐵得電，推力油缸9活塞推動移動工件7和移動夾具8向左側(cè)運(yùn)動，使移動工件7壓緊在振動工件1上，提供摩擦壓力。
啟動振動系統(tǒng)油泵5，伺服閥4調(diào)節(jié)閥前壓力。由控制系統(tǒng)給伺服閥4一正弦變化的電流信號，驅(qū)動振動油缸3活塞上下往復(fù)運(yùn)動。振動油缸3活塞通過聯(lián)動裝置13帶動振動工件1和振動夾具2一起上下往復(fù)運(yùn)動。在振動夾具2上下往復(fù)運(yùn)動過程中，聯(lián)動裝置13的連桿臂20繞各自的與床身14相連的連桿座23轉(zhuǎn)動，帶動振動夾具2平行繞動。使振動工件1不僅有上下運(yùn)動，而且有左右脈動。振動工件1相對于移動工件7上下運(yùn)動，在振動工件1和移動工件7接觸面上產(chǎn)生相對運(yùn)動，生成摩擦熱，完成焊接過程。振動工件1相對于移動工件7左右脈動，可改變振動工件1和移動工件7接觸面上的摩擦壓力，減小振動系統(tǒng)的驅(qū)動力。
經(jīng)檢測，在振動部件質(zhì)量m＝20kg；振幅A＝2mm；振動角速度ω＝314s-1，恒定摩擦壓力Pf＝20kN，摩擦系數(shù)μ＝0.1時，背景技術(shù)線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)需要的最大振動驅(qū)動力Fmax＝5.9kN；本發(fā)明線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)需要的最大振動驅(qū)動力Fmax＝5.0kN，比背景技術(shù)線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)最大驅(qū)動力減小了18％。
權(quán)利要求
1.一種線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，包括振動夾具(2)、振動油缸(3)和聯(lián)動裝置(13)，其特征在于所述的聯(lián)動裝置，其中一個固連于振動油缸(3)和振動夾具(2)之間，在振動夾具(2)與線性摩擦焊機(jī)床身(14)之間，固連有2～4個聯(lián)動裝置(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的聯(lián)動裝置(13)包括連桿臂(20)、芯軸(21)、軸承(22)和連桿座(23)，軸承(22)的外圈固定在連桿座(23)上，芯軸(21)穿過軸承(22)與連桿臂(20)固定，連桿臂(20)通過軸承(22)繞連桿座(23)的芯軸(21)轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的聯(lián)動裝置(13)與振動系統(tǒng)配合提供線性摩擦焊機(jī)脈動摩擦壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載機(jī)構(gòu)，包括振動夾具(2)、振動油缸(3)和聯(lián)動裝置(13)，其特點(diǎn)是所述的聯(lián)動裝置，其中一個固連于振動油缸(3)和振動夾具(2)之間，在振動夾具(2)與線性摩擦焊機(jī)床身(14)之間，固連有2～4個聯(lián)動裝置。所述的聯(lián)動裝置包括連桿臂(20)、芯軸(21)、軸承(22)和連桿座(23)，軸承(22)的外圈固定在連桿座(23)上，芯軸(21)穿過軸承(22)與連桿臂(20)固定，連桿臂(20)通過軸承(22)繞連桿座(23)的芯軸(21)轉(zhuǎn)動。由于加裝了鉸鏈?zhǔn)铰?lián)動裝置，使得線性摩擦焊機(jī)摩擦壓力加載過程中產(chǎn)生脈動，在焊件相同的情況下，所需驅(qū)動力大大減小。
文檔編號B29C65/06GK1994652SQ20061010534
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者張定華, 杜隨更, 陳強(qiáng) 申請人:西北工業(yè)大學(xué)