一种搅拌摩擦焊设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及搅拌摩擦焊设备领域，特别涉及一种搅拌摩擦焊设备。
【背景技术】
[0002]搅拌摩擦焊是英国焊接研宄所于1991年10月提出的发明专利。搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接。作为一种先进的固相连接技术，搅拌摩擦焊广泛应用于航空航天、轨道交通、国防军工、轮船汽车等领域。搅拌摩擦焊过程中，使用搅拌头插入工件的待焊接部位，通过搅拌头与工件间的搅拌摩擦，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件焊接为一个整体。
[0003]在实际的搅拌摩擦焊过程中，工业上采用的搅拌摩擦焊设备往往是采用工作台不动，通过搅拌头的X轴、Y轴等多个方向的运动实现金属间的焊接，从而设备体积较为庞大和笨重，造成设备生产成本较高，极大地限制了搅拌摩擦焊技术在民用工业领域的应用，阻碍了搅拌摩擦焊技术的全面推广和大规模应用。此外，现有的搅拌摩擦焊装备运行时，搅拌针和母材之间都是采用刚性接触，在出现扰动等意外情况时搅拌针极易断裂，导致搅拌头报废，严重影响搅拌头的使用寿命，并增加企业的生产成本。为此，迫切需要提供一种在出现扰动等意外情况时，能减轻搅拌头承受扭转或冲击力的搅拌摩擦焊设备，有效延长搅拌头的使用寿命，提高焊接生产效率、降低企业生产成本。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种搅拌摩擦焊设备，在出现扰动等意外情况时，保护搅拌头，减轻搅拌头承受的扭转或冲击力，延长其使用寿命。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种搅拌摩擦焊设备，包括用于搅拌摩擦焊的机床本体，在机床本体的主轴上安装有搅拌头，在所述搅拌头与主轴之间设置有浮动支撑结构，所述浮动支撑结构包括连接部件和弹性支撑件，所述连接部件与主轴固定，所述连接部件下部与搅拌头上部通过多个凹部和凸部配合，并能同步转动，所述弹性支撑件顶在连接部件下端与搅拌头上端之间，且所述连接部件上设置有防止搅拌头从连接部件下端脱出的限位结构。
[0006]采用上述结构:一方面，焊接时能使得压力能保持恒定，提高焊接接头质量；另一方面，出现扰动等意外情况时，浮动支撑结构能减轻搅拌头承受的扭转或冲击力，容易保护搅拌头，使其不易断裂，延长搅拌头使用寿命。
[0007]作为优选:所述连接部件为柱状，所述连接部件下端面中心开设有支撑件安装孔，所述弹性支撑件位于该支撑件安装孔内，所述连接部件下端面上支撑件安装孔的四周开设有至少两个定位孔，所述搅拌头上端面上设置有多根与定位孔对应的定位柱，该定位柱伸入定位孔内，使得连接部件和搅拌头能同步转动。
[0008]作为优选:所述定位柱上端为锥形，所述定位孔边缘开设有倒角。
[0009]作为优选:所述连接部件下端和搅拌头上端设置有相配合的卡爪，所述弹性支撑件为弹簧、橡胶、聚氨酯中的一种。
[0010]作为优选:所述限位结构包括锁紧杆、设在连接部件上的锁紧孔以及设在搅拌头上的条形限位孔，所述锁紧杆穿过锁紧孔和条形限位孔限制搅拌头从连接部件中脱出，所述搅拌头通过条形限位孔实现相对于连接部件的上下移动。
[0011]作为优选:所述机床本体包括底座、主轴支座、左右推进机构、前后推进机构和工作台，所述左右推进机构安装在底座上，所述前后推进机构通过第一滑动机构安装在左右推进机构上，所述工作台通过第二滑动机构安装在前后推进机构上；所述主轴支座上沿竖直方向设置有第一导轨和上下推进机构，第一导轨上滑动安装有第一支撑座，该第一支撑座与上下推进机构连接，所述第一支撑座上设置有旋转电机，所述主轴与旋转电机输出端相连，所述搅拌头位于工作台上方。
[0012]上述结构，主轴驱动部分只需要旋转和在竖直方向运动，而通过工作台的前后左右移动来实现焊接位置的调整，从而使得设备主轴部分轻量化，装置整体实现小型化。
[0013]作为优选:所述前后推进机构和左右推进机构均包括电机和丝杆螺母副，丝杆水平设置并与电机相连，所述第一滑动机构和第二滑动机构均包括相配合的滑轨和滑座，滑轨与丝杠平行布置，滑座通过螺母与丝杠连接。
[0014]作为优选:所述上下推进机构为气缸或液压缸，所述工作台包括刚性的支撑台以及设置在支撑台上的压紧机构，所述支撑台面上开设有多个安装孔，所述压紧机构安装在安装孔内。
[0015]作为优选:所述搅拌头包括轴肩、搅拌针以及用于与连接部件连接的搅拌头主体，所述搅拌针为圆锥形或圆柱形，其周面上纵向分布有凹凸的纹路，所述搅拌针底面为平面或曲面。
[0016]作为优选:所述搅拌针底面平行设置设置有多条纹路，或交叉设置有多条纹路。
[0017]如上所述，本发明的有益效果是:与采用传统刚性搅拌针进行搅拌摩擦焊接相比，浮动支撑结构一方面，焊接时能使得压力能保持恒定，提高焊接接头质量；另一方面，出现扰动等意外情况时，浮动支撑结构能减轻搅拌头承受的扭转或冲击力，容易保护搅拌头，使其不易断裂，延长搅拌头使用寿命。采用左右推进机构、前后推进机构的方式，通过移动工作台来改变焊接位置，简化主轴结构，使装置整体轻量化、小型化，节省材料和成本，促进搅拌摩擦焊技术的全面推广和大规模应用。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图；
[0019]图2为本发明工作台部分的平面视图；
[0020]图3为本发明主轴支座上的安装结构示意图；
[0021]图4为本发明连接部件与搅拌头的连接关系示意图；
[0022]图5为图4另一方向的剖视图；
[0023]图6为本发明中连接部件的仰视图；
[0024]图7为本发明中搅拌头的俯视图；
[0025]图8为本发明中搅拌头的结构示意图；
[0026]图9为本发明中搅拌针其中一种结构的仰视图。
[0027]零件标号说明
[0028]I底座
[0029]2主轴支座
[0030]3上下推进机构
[0031]31液压缸
[0032]32第一导轨
[0033]33第一支撑座
[0034]4搅拌头
[0035]41搅拌头主体
[0036]42轴肩
[0037]43搅拌针
[0038]44连接部件
[0039]45支撑件安装孔
[0040]46定位孔
[0041]47定位柱
[0042]48条形限位孔
[0043]49锁紧杆
[0044]5左右推进机构
[0045]51第一电机
[0046]52第一丝杆
[0047]53第一滑轨
[0048]54第一滑座
[0049]6前后推进机构
[0050]61第二电机
[0051]62第二丝杆
[0052]63第二滑轨
[0053]64第一安装座
[0054]65第二滑座
[0055]7工作台
[0056]71安装孔
[0057]81旋转电机
[0058]82第一支撑板
[0059]83联轴器
[0060]84第二支撑板
[0061]85主轴
[0062]9光电限位开关装置
[0063]10弹簧
【具体实施方式】
[0064]以下由特定的具体实施例说明发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解发明的其他优点及功效。
[0065]如图1至图3所示，本发明提供一种搅拌摩擦焊设备，包括用于搅拌摩擦焊的机床本体，在机床本体的主轴上安装有搅拌头，在搅拌头与主轴之间设置有浮动支撑结构，浮动支撑结构包括连接部件44和弹性支撑件，连接部件44与主轴固定，连接部件44下部与搅拌头上部通过多个凹部和凸部配合，并能同步转动，弹性支撑件顶在连接部件44下端与搅拌头上端之间，且连接部件44上设置有防止搅拌头从连接部件44下端脱出的限位结构，所述搅拌头包括轴肩、搅拌针以及用于与连接部件44连接的搅拌头主体，本例中机床本体包括底座1、主轴支座2、左右推进机构5、前后推进机构6和工作台7，左右推进机构5安装在底座I上，前后推进机构6通过第一滑动机构安装在左右推进机构5上，工作台7通过第二滑动机构安装在前后推进机构6上；主轴支座2上沿竖直方向设置有第一导轨32和上下推进机构3，第一导轨32上滑动安装有第一支撑座33，该第一支撑