一種分體式雙軸肩攪拌頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)床加工工具領(lǐng)域，具體是一種攪拌摩擦焊接用的雙軸肩攪拌頭。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌摩擦焊是英國(guó)焊接研究所于1991年發(fā)明的專利焊接技術(shù)，在焊接過(guò)程中工件要?jiǎng)傂怨潭ㄔ趬|板上，墊板既起到承受攪拌頭傳來(lái)的頂端力，又防止半塑性金屬?gòu)牡撞苛鞒?。因此，墊板在輔助焊接過(guò)程中造成了幾個(gè)問題:1.為防止攪拌針和墊板接觸造成攪拌針或墊板的磨損，攪拌針末端與墊板存在一定距離，容易發(fā)生根部未焊透缺陷；2.焊接過(guò)程中需要墊板造成裝夾要求的顯著提高，許多場(chǎng)合下如多層板的攪拌摩擦焊難以進(jìn)行，大大限制了攪拌摩擦焊的使用范圍。為此開發(fā)出了自支撐的雙軸肩攪拌摩擦焊，雙軸肩攪拌摩擦焊由攪拌針底部的下軸肩代替?zhèn)鹘y(tǒng)的墊板。使上下軸肩的頂鍛力大小相等方向相反，減少了對(duì)焊機(jī)的要求；一根直轉(zhuǎn)工件的攪拌針可以預(yù)防工件背部未焊透缺陷的產(chǎn)生。但是由于上下軸肩同時(shí)進(jìn)行焊接，會(huì)在工件上下表面產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的流場(chǎng)，在兩個(gè)流場(chǎng)的交匯處極易產(chǎn)生隧道缺陷，該缺陷相比根部未焊透更難發(fā)現(xiàn)，為焊件造成重大質(zhì)量隱患。為解決此缺陷，提供出了一種攪拌摩擦焊用的下軸肩不隨攪拌針旋轉(zhuǎn)雙軸肩攪拌頭。
[0003]常規(guī)雙軸肩攪拌頭上下軸肩間隙不可調(diào)，當(dāng)板厚發(fā)生變化或者軸肩間隙需要微調(diào)整時(shí)就只能更換攪拌頭，間隙可調(diào)的雙軸肩攪拌頭更具適應(yīng)性。上、下軸肩、攪拌針相對(duì)于攪拌頭不完全獨(dú)立，由于焊接時(shí)僅對(duì)上、下軸肩和攪拌針的材料要求比較嚴(yán)格，磨損及斷裂等損耗比較嚴(yán)重，對(duì)其余部分的材料要求和損耗并不大，造成了大量的浪費(fèi)；獨(dú)立加工的上、下軸肩、攪拌針的大小和、表面形狀可以根據(jù)使用要求而更改，加工方便、靈活性大。
[0004]傳統(tǒng)的單軸肩攪拌摩擦焊轉(zhuǎn)為雙軸肩攪拌摩擦焊時(shí)為適應(yīng)新型的攪拌頭安裝往往需要更換機(jī)頭，費(fèi)用將非常昂貴，一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的攪拌頭其適應(yīng)性應(yīng)該很強(qiáng)，既可以保證使用需求，又能實(shí)現(xiàn)裝備的通用性，同時(shí)造價(jià)合理容易讓人接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種攪拌摩擦焊接用的下軸肩不隨攪拌針旋轉(zhuǎn)的分體式雙軸肩攪拌頭，以解決上述【背景技術(shù)】的問題。
[0006]本發(fā)明是一種分體式雙軸肩攪拌頭，包括攪拌頭1、上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2、上軸肩3、攪拌針4、下軸肩5、單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6、支撐機(jī)構(gòu)7，攪拌頭1的第一面A開有鍵槽，攪拌頭1與攪拌針4的端B連接，攪拌頭利用鍵槽起對(duì)攪拌針4到定位和傳遞扭矩的作用；上軸肩3與上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2利用鍵連接傳遞扭矩，上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2與攪拌頭1連接，上軸肩3的上表面C與上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2的第二面E相接觸、下底面D與攪拌頭1的第一面A貼合；攪拌針4的端B加工成與第一面A相適合的鍵，尾部設(shè)有螺紋，與支撐機(jī)構(gòu)7的內(nèi)螺紋螺紋進(jìn)行螺紋連接；軸承8安裝于支撐機(jī)構(gòu)7上，與支撐機(jī)構(gòu)7的外表面配合，支撐機(jī)構(gòu)7內(nèi)部的內(nèi)螺紋與攪拌針4相連，支撐機(jī)構(gòu)7的外螺紋安裝螺母定位軸承；下軸肩5安裝于單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6上，通過(guò)頂絲與6連接；單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6安裝于軸承上，利用頂絲定位。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:可以有效改善因下軸肩旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的流場(chǎng)與上軸肩產(chǎn)生的流場(chǎng)在交匯處相互影響而產(chǎn)生缺陷；攪拌針、上軸肩、下軸肩等對(duì)材料性能要求較高的易損處采用分體式設(shè)計(jì)，一方面某個(gè)部位損壞可以單獨(dú)更換，可降低使用成本；另一方面分體式設(shè)計(jì)更適合復(fù)雜形狀的加工，攪拌頭更具可變性；支撐機(jī)構(gòu)內(nèi)部靠?jī)?nèi)螺紋對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向定位和縱向定位，外部鏈接軸承和定位軸承的螺母，使整個(gè)機(jī)構(gòu)精確且穩(wěn)定；上下軸肩均為中心為通孔的雙圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，上下圓臺(tái)作用獨(dú)立，下部圓臺(tái)起到定位作用，上圓臺(tái)為用于接觸的軸肩，可以根據(jù)需求修改上圓臺(tái)的尺寸和形狀，而對(duì)攪拌頭整體不造成牽連和影響；該發(fā)明在傳統(tǒng)攪拌摩擦焊機(jī)頭上就可實(shí)行改造，不必跟新機(jī)頭，具有較好的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的整體示意圖，圖2為圖1的剖視圖，圖3、圖4、圖5為攪拌頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6、圖7為上軸肩緊定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8、圖9為上軸肩的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10、圖11為攪拌針的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12為下軸肩的結(jié)構(gòu)示意圖，圖13為單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖14、圖15為支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖標(biāo)記及對(duì)應(yīng)名稱為:攪拌頭1、上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2，上軸肩3，攪拌針4，下軸肩5，單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6，支撐機(jī)構(gòu)7，軸承8。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]如圖1~圖15所示，本發(fā)明是一種分體式雙軸肩攪拌頭，包括攪拌頭1、上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2、上軸肩3、攪拌針4、下軸肩5、單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6、支撐機(jī)構(gòu)7，攪拌頭1的第一面A開有鍵槽，攪拌頭1與攪拌針4的端B連接，攪拌頭利用鍵槽起對(duì)攪拌針4到定位和傳遞扭矩的作用；上軸肩3與上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2利用鍵連接傳遞扭矩，上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2與攪拌頭1連接，上軸肩3的上表面C與上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2的第二面E相接觸、下底面D與攪拌頭1的第一面A貼合；攪拌針4的B端加工成與第一面A相適合的鍵，尾部設(shè)有螺紋，與支撐機(jī)構(gòu)7的內(nèi)螺紋螺紋進(jìn)行螺紋連接；角接觸軸承8安裝于支撐機(jī)構(gòu)7上，與支撐機(jī)構(gòu)7的外表面配合，支撐機(jī)構(gòu)7內(nèi)部的內(nèi)螺紋與攪拌針4相連，支撐機(jī)構(gòu)7的外螺紋安裝螺母，定位軸承；下軸肩5安裝于單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6上，通過(guò)頂絲與6連接；單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6安裝于軸承上，利用頂絲定位。
[0011]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述攪拌頭1的中心處開有沉頭孔，下部起到定位和支撐作用的軸肩采用法蘭設(shè)計(jì)，開有四個(gè)螺紋通孔。
[0012]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖8、圖9所示，所述上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2通過(guò)螺栓與攪拌頭1連接，通過(guò)鍵槽向上軸肩3提供扭矩，內(nèi)表面與上軸肩3的軸肩相接，提供定位和支撐。
[0013]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，所述上軸肩3為圓臺(tái)形，中心開通孔與攪拌針間隙配合，外輪廓上有兩個(gè)鍵與上軸肩緊定機(jī)構(gòu)2配合，軸肩表面設(shè)計(jì)為多組同心圓的凹面或光滑結(jié)構(gòu)。
[0014]如圖10、圖11所示，所述攪拌針4頂部設(shè)為鍵槽，與攪拌頭1的鍵槽配合，且攪拌針4頂部的中心處加工有內(nèi)螺紋盲孔，通過(guò)螺栓與攪拌頭相連；攪拌針4參與焊接部分設(shè)計(jì)為圓錐面，或圓柱面，或三切面，或四切面；攪拌針4穿過(guò)上軸肩3、下軸肩5、單旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)6、支撐機(jī)構(gòu)7 ;攪拌針4底部配有外螺紋，與支撐機(jī)構(gòu)螺紋連接。
[0015]如圖14、15所示，所述支撐機(jī)構(gòu)7的尾部設(shè)有供軸承安裝的軸