一种搅拌摩擦焊随动辅助装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊设备技术领域，具体为一种搅拌摩擦焊随动辅助装置。

背景技术

搅拌摩擦焊(FSW)是在1991年被发明，并有效的用于铝合金焊接的一种固态焊接工艺，常规搅拌摩擦焊过程是把一个非消耗的搅拌头旋转着插入工件对接面，通过轴肩及搅拌针的旋转摩擦热及金属塑型变形热使周围区域材料加热到塑性状态，焊接时温度低于熔点，同时搅拌头以一定的焊接速度沿着待焊界面运动，热塑性材料不断由搅拌头前方向后方转移，从而形成一道致密的焊缝，与传统焊接方法相比，搅拌摩擦焊过程不需要填充材料和保护气体，被焊工件不开坡口，表面处理要求较低，无须复杂的焊前预处理，且焊后结构的残余应力与变形小，接头不会产生与熔化有关的裂纹、气孔及合金元素烧损等缺陷，焊接过程中无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低，因而搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的绿色焊接工艺。

现有的搅拌摩擦焊设备在对待焊接材料进行固定时，待焊接材料会由于自身的刚性不足无法与固定工件底端保持完全贴合状态，两个待焊接材料拼接处无法保持在同一平面上，从而影响焊接质量。

因此发明了对待焊接材料进行压合的一种搅拌摩擦焊随动辅助装置。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决待焊接材料拼接处产生翘起现象的问题，提供一种搅拌摩擦焊随动辅助装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种搅拌摩擦焊随动辅助装置，包括主轴、连接机构、压板机构，所述主轴的底端设置有环块，所述环块的底端这是有转动轴，所述转动轴的底端设置有焊头，所述环块的顶端一端设置有滑槽、一号固定孔，所述一号固定孔位于滑槽的两侧，所述连接机构位于环块的一端并与滑槽相互套接，所述压板机构位于连接机构的内部。

优选地，所述连接机构包括连接臂、固定块、连接柱、螺栓以及限位块，所述连接臂位于环块的一端，所述连接臂靠近环块的一端设置有一号凹槽，所述限位块位于一号凹槽内部其一端与一号凹槽内壁固定连接，所述限位块的外壁与滑槽内壁相互套接，所述固定块位于连接臂顶端靠近环块的一端，所述固定块靠近环块的一端设置有二号凹槽，所述固定块的顶端设置有二号固定孔，所述螺栓外壁与二号固定孔内壁相互套接，所述连接臂的底端设置有收纳槽，所述压板机构位于收纳槽内部，所述连接柱位于连接臂外壁一侧远离一号凹槽的一端并贯穿至收纳槽内部，所述连接臂的顶端设置有气动推杆，所述气动推杆位于固定块一端。

优选地，所述压板机构包括伸缩臂、转动臂、挤压轮、连接基座、一号转动栓、复位弹簧、二号转动栓以及三号转动栓，所述伸缩臂位于收纳槽内部，所述连接柱贯穿至收纳槽内部与伸缩臂的一端相互套接，所述伸缩臂与连接柱接触位置设置有转动孔，所述伸缩臂远离转动孔的一端设置有限位槽口、转动槽，所述限位槽口位于转动槽一端，所述连接基座位于伸缩臂外壁顶端，所述一号转动栓与连接基座相互套接，所述伸缩臂的外壁底端设置有一号连接块，所述转动臂一端与转动槽的内壁相互套接，所述二号转动栓位于伸缩臂外壁一侧并贯穿至转动槽内部与转动臂相互套接，所述转动臂远离伸缩臂的一端设置有滚轮槽，所述挤压轮与滚轮槽内壁相互套接，所述三号转动栓位于转动臂外壁一侧并贯穿至滚轮槽内部与挤压轮内壁相互套接，所述转动臂外壁一端设置有二号连接块，所述复位弹簧位于伸缩臂的下方，所述复位弹簧的两端设置有连接扣，所述复位弹簧两端的连接扣分别与一号连接块、二号连接块相连接。

优选地，所述一号凹槽的内壁与环块的外壁相匹配，所述二号凹槽的内壁与主轴的外壁相匹配。

优选地，所述二号固定孔的数量设置有多个，多个所述二号固定孔以二号凹槽为中心均匀分布在二号凹槽外侧，所述一号固定孔的数量与二号固定孔的数量一样，所述螺栓贯穿二号固定孔底端与一号固定孔内壁相互套接。

优选地，所述气动推杆的输出端贯穿至转动槽内部与连接基座的内壁相互套接，所述气动推杆的外壁一侧设置有与一号转动栓相匹配的连接孔槽。

优选地，所述述连接扣与一号连接块、二号连接块通过连接销栓连接，所述复位弹簧常态下呈收缩状态。

优选地，所述伸缩臂的长度与收纳槽内壁长度相匹配，所述伸缩臂和连接基座整体高度与收纳槽的内壁高度相匹配。

优选地，所述挤压轮在压板机构打开状态下的时候其最底端与焊头的底端位于同一水平面上，所述挤压轮位于焊头前进方向的一端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置气动推杆、连接孔槽、伸缩臂、限位槽口、转动槽、一号连接块、转动孔、转动臂、滚轮槽、二号连接块、挤压轮、连接基座、一号转动栓、复位弹簧、连接扣、二号转动栓以及三号转动栓可对待焊接材料进行挤压，通过气动推杆推动伸缩臂做圆周运行，伸缩臂可带动转动臂向下运行，在挤压轮与待焊接材料接触时会在推力的作用下向焊头方向移动，并带动转动臂转动，在转动臂与限位槽口接触时转动臂、挤压轮停止运动，挤压轮即对待焊接材料形成挤压，使两个待焊接材料保持在同一水平线上，可有效提高焊接质量；

2、本发明通过设置环块、滑槽、一号固定孔、连接臂、一号凹槽、收纳槽、固定块、二号凹槽、二号固定孔、连接柱、螺栓以及限位块可实现压板机构的快速定位安装和拆卸，通过限位块插入滑块上的滑槽内并向内推入，使连接臂上的一号凹槽与环块外壁紧密贴合，固定块上的二号凹槽与主轴外壁紧密贴合，此时即完成一号固定孔与二号固定孔的定位使其位于同时竖直垂线上，通过螺栓插入二号固定孔、一号固定孔即可完成压板机构的固定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的压板机构开启状态的结构示意图；

图3为本发明的结构爆炸图；

图4为本发明的图3中A处位置的放大图；

图5为本发明的连接机构的部分零件结构剖视图；

图6为本发明的连接机构的部分零件剖视爆炸图；

图7为本发明的压板机构的结构爆炸图；

图8为本发明的压板机构的剖视爆炸图；

图9为本发明的图8中B处位置的放大图。

图中：1、主轴；2、环块；201、滑槽；202、一号固定孔；3、转动轴；4、焊头；5、连接机构；501、连接臂；5011、一号凹槽；5012、收纳槽；502、固定块；5021、二号凹槽；5022、二号固定孔；503、连接柱；504、螺栓；505、限位块；6、气动推杆；601、连接孔槽；7、压板机构；701、伸缩臂；7011、限位槽口；7012、转动槽；7013、一号连接块；7014、转动孔；702、转动臂；7021、滚轮槽；7022、二号连接块；703、挤压轮；704、连接基座；705、一号转动栓；706、复位弹簧；7061、连接扣；707、二号转动栓；708、三号转动栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1-9，一种搅拌摩擦焊随动辅助装置，包括主轴1、连接机构5、压板机构7，主轴1的底端设置有环块2，环块2的底端这是有转动轴3，转动轴3的底端设置有焊头4，环块2的顶端一端设置有滑槽201、一号固定孔202，一号固定孔202位于滑槽201的两侧，连接机构5位于环块2的一端并与滑槽201相互套接，压板机构7位于连接机构5的内部。

作为本发明的优选实施例，连接机构5包括连接臂501、固定块502、连接柱503、螺栓504以及限位块505，连接臂501位于环块2的一端，连接臂501靠近环块2的一端设置有一号凹槽5011，限位块505位于一号凹槽5011内部其一端与一号凹槽5011内壁固定连接，限位块505的外壁与滑槽201内壁相互套接，固定块502位于连接臂501顶端靠近环块2的一端，固定块502靠近环块2的一端设置有二号凹槽5021，固定块502的顶端设置有二号固定孔5022，螺栓504外壁与二号固定孔5022内壁相互套接，连接臂501的底端设置有收纳槽5012，压板机构7位于收纳槽5012内部，连接柱503位于连接臂501外壁一侧远离一号凹槽5011的一端并贯穿至收纳槽5012内部，连接臂501的顶端设置有气动推杆6，气动推杆6位于固定块502一端，通过连接机构5可将压板机构7与主轴1形成连接，并通过连接机构可实现压板机构7的快速拆卸和组装，便于压板机构7的维护工作。

作为本发明的优选实施例，压板机构7包括伸缩臂701、转动臂702、挤压轮703、连接基座704、一号转动栓705、复位弹簧706、二号转动栓707以及三号转动栓708，伸缩臂701位于收纳槽5012内部，连接柱503贯穿至收纳槽5012内部与伸缩臂701的一端相互套接，伸缩臂701与连接柱503接触位置设置有转动孔7014，伸缩臂701远离转动孔7014的一端设置有限位槽口7011、转动槽7012，限位槽口7011位于转动槽7012一端，连接基座704位于伸缩臂701外壁顶端，一号转动栓705与连接基座704相互套接，伸缩臂701的外壁底端设置有一号连接块7013，转动臂702一端与转动槽7012的内壁相互套接，二号转动栓707位于伸缩臂701外壁一侧并贯穿至转动槽7012内部与转动臂702相互套接，转动臂702远离伸缩臂701的一端设置有滚轮槽7021，挤压轮703与滚轮槽7021内壁相互套接，三号转动栓708位于转动臂702外壁一侧并贯穿至滚轮槽7021内部与挤压轮703内壁相互套接，转动臂702外壁一端设置有二号连接块7022，复位弹簧706位于伸缩臂701的下方，复位弹簧706的两端设置有连接扣7061，复位弹簧706两端的连接扣7061分别与一号连接块7013、二号连接块7022相连接，通过压板机构7可对两个待焊接材料的拼接处进行挤压，使两个待焊接材料的表面位于同一水平线上，可有效提高焊接质量。

作为本发明的优选实施例，一号凹槽5011的内壁与环块2的外壁相匹配，二号凹槽5021的内壁与主轴1的外壁相匹配。此结构可实现连接机构5与环块2的快速组装。

作为本发明的优选实施例，二号固定孔5022的数量设置有多个，多个二号固定孔5022以二号凹槽5021为中心均匀分布在二号凹槽5021外侧，一号固定孔202的数量与二号固定孔5022的数量一样，螺栓504贯穿二号固定孔5022底端与一号固定孔202内壁相互套接，通过螺栓504与一号固定孔202、二号固定孔5022的连接可实现连接机构5的固定安装。

作为本发明的优选实施例，气动推杆6的输出端贯穿至转动槽7012内部与连接基座704的内壁相互套接，气动推杆6的外壁一侧设置有与一号转动栓705相匹配的连接孔槽601，通过气动推杆6可推动伸缩臂701进行圆周运动。

作为本发明的优选实施例，连接扣7061与一号连接块7013、二号连接块7022通过连接销栓连接，复位弹簧706常态下呈收缩状态，此结构使复位弹簧706与一号连接块7013、二号连接块7022之间具有一定的角度的活动空间。

作为本发明的优选实施例，伸缩臂701的长度与收纳槽5012内壁长度相匹配，伸缩臂701和连接基座704整体高度与收纳槽5012的内壁高度相匹配，此结构使伸缩臂701能够收纳在收纳槽5012内部。

作为本发明的优选实施例，挤压轮703在压板机构7打开状态下的时候其最底端与焊头4的底端位于同一水平面上，挤压轮703位于焊头4前进方向的一端，此结构可实现挤压轮703与焊头4的同步运动功能。

工作原理：此搅拌摩擦焊随动辅助装置在使用时，先通过连接机构5将压板机构7固定在环块2上，对连接机构5进行固定时，将连接机构5上的限位块505对准环块2上的滑槽201并插入向内推动，使连接臂501上的一号凹槽5011与环块2的外壁紧密贴合，固定块502上的二号凹槽5021与主轴1的外壁紧密贴合，此时固定块502上的二号固定孔5022与环块2上的一号固定孔202在同一竖直水平线上，之后将螺栓504插入二号固定孔5022并旋转插入至一号固定孔202内，此时连接机构5即与环块2完成固定连接，在连接机构5固定好后将气动推杆6接通外部气管，此时即可开始进行焊接操作，在将待焊接材料固定好后启动搅拌摩擦焊设备运行，在焊头4与待焊接材料接触后开启气动推杆6运行，气动推杆6可推动伸缩臂701以连接柱503为中心进行转动，伸缩臂701从收纳槽5012内伸出并带动转动臂702向下移动，在转动臂702底端的挤压轮703与待焊接材料接触后，挤压轮703会在气动推杆6的推动压力下向焊头4方向运动，并带动转动臂702以二号转动栓707为中心进行转动，复位弹簧706呈拉伸状态，在转动臂702的外壁顶端与限位槽口7011接触时其转动臂702无法继续运行，挤压轮703即停止运动并对待焊接材料形成挤压，挤压轮703位于焊头4的前进方向其挤压轮703底端中心线与待焊接材料的拼接缝位于同一水平线上，此时即可启动转动轴3运动带动焊头4开始焊接操作，在焊头4焊接运动过程中挤压轮703会在连接机构5的带动下与焊头4同步运动，挤压轮703会使两个带焊接材料的焊接面保持在同一水平线上，从而有效提高焊接质量，在焊接完成后通过反向运行气动推杆6带动伸缩臂701收缩至收纳槽5012内部，转动臂702在复位弹簧706的作用下自动复位即完成压板机构7的收起操作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。