一种铝合金超高旋转速度搅拌摩擦焊工具的制作方法

1.本发明涉及摩擦焊技术领域，具体为一种铝合金超高旋转速度搅拌摩擦焊工具。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
3.现有的搅拌摩擦焊工具在搅拌针长度固定，对于不同深度的材料焊接过程中需要更换不同长度的刀具，费时费力，并且增加了设备的使用成本，同时搅拌针在伸缩的过程中，熔融的液滴和材料的碎屑极易通过缝隙进入到刀具内部，容易造成搅拌针堵塞难以伸缩的情况出现，同时搅拌针在高速转动搅拌过程中，表面温度极高，极易产生表面氧化层，降低了下次焊接的效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种铝合金超高旋转速度搅拌摩擦焊工具，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金超高旋转速度搅拌摩擦焊工具，包括摩擦焊机床，所述摩擦焊机床底部四角安装有四个支撑腿，摩擦焊机床顶部一侧安装有主轴，且主轴底部固定连接有刀具连接段，刀具连接段底部安装有中心段，且中心段底部安装有固定段，固定段一侧安装有伸缩机构，且固定段底部固定连接有清洁机构，清洁机构底部安装有防护机构，且防护机构底部安装有轴肩。
6.优选的，所述刀具连接段顶部中心开设有安装槽，且安装槽底部中心开设有定位槽。
7.优选的，所述伸缩机构包括摇把、固定槽、蜗杆、蜗轮、链条、主动链轮、齿条、从动链轮、驱动直齿轮、第一转动杆、第一导向杆、固定块、第二转动杆和第一限位块，固定段一侧开设有固定槽，且固定槽内部转动连接有蜗杆，蜗杆一端中心活动插接有摇把，且蜗杆外圆周底部啮合有蜗轮，蜗轮中心固定贯穿有第二转动杆，第二转动杆两端转动连接有两个固定块，且两个固定块对称安装在固定段内部顶部侧壁，第二转动杆中心一端固定套接有主动链轮，主动链轮外圆周啮合有链条，且链条内圆周一侧啮合有从动链轮，从动链轮中心固定贯穿有第一转动杆，且第一转动杆转动连接在固定段内部中下部。
8.优选的，所述第一转动杆中心固定贯穿有驱动直齿轮，且驱动直齿轮外圆周一侧啮合有齿条，齿条底部固定连接有搅拌针，且搅拌针底部贯穿轴肩底部中心，搅拌针两侧顶部对称安装有两个第一限位块，且两个第一限位块中心均活动贯穿有第一导向杆，两个第一导向杆对称安装在固定段内部中心。
9.优选的，所述清洁机构包括第一固定外壳、马达、主动皮带轮、皮带本体、安装环、固定轴承、从动皮带轮和清洁刷，固定段底部安装有第一固定外壳，且第一固定外壳内部顶
面一侧安装有马达，马达输出端固定连接有主动皮带轮，且主动皮带轮外圆周贴合有皮带本体，皮带本体内圆周一侧贴合有从动皮带轮，且从动皮带轮底部转动连接有固定轴承，固定轴承固定安装在第一固定外壳内部底面中心，固定轴承和从动皮带轮均套接在搅拌针外圆周。
10.优选的，所述从动皮带轮顶部焊接有安装环，且安装环顶部固定连接有清洁刷，清洁刷内圆周与搅拌针中心外圆周贴合，安装环套接在搅拌针中下部。
11.优选的，所述清洁机构底部安装有防护机构，防护机构包括第二固定外壳、第二限位块、弧形密封板、第二导向杆、弹簧、挡板和密封圈，第一固定外壳底部焊接有第二固定外壳，且第二固定外壳内部对称安装有两个挡板，两个挡板相向一侧中心安装有两个弹簧，且两个弹簧相对一侧安装有两个弧形密封板，两个弧形密封板相对一侧分别与搅拌针中下部两侧贴合，第二固定外壳内部底面中心安装有密封圈，且密封圈内圆周与搅拌针中下部外圆周贴合。
12.优选的，两个所述弧形密封板相反一侧顶部分别安装有第二导向杆，两个第二导向杆一端活动套接有两个第二限位块，且两个第二限位块对称安装在第二固定外壳内部顶面两侧。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1.本发明通过伸缩机构的设置，通过转动摇把实现了搅拌针的自动伸缩，便于根据搅拌摩擦焊材料的厚度来调整搅拌针的长度，无需更换不同的焊接刀具，扩大了设备的适用范围，降低了使用成本；
15.2.本发明通过防护机构的安装，利用密封圈、弧形密封板配合轴肩的设置，有效的避免了碎屑和液滴通过缝隙进入到刀具内部，提升了使用的稳定性，避免了堵塞的情况出现；
16.3.本发明通过清洁机构的设置，实现了清洁刷对搅拌针表面进行清洁，有效的去除了搅拌针表面的杂质和氧化层，提升了搅拌焊接的效果。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构立体图；
18.图2为本发明的整体结构正视图；
19.图3为本发明的焊接刀具立体图；
20.图4为本发明的焊接刀具正视图；
21.图5为本发明的焊接刀具正视剖视图；
22.图6为本发明的图5中a区域放大示意图；
23.图7为本发明的焊接刀具侧视剖视图；
24.图8为本发明的图7中b区域放大示意图；
25.图9为本发明的图7中c区域放大示意图；
26.图中：1、摩擦焊机床；2、支撑腿；3、刀具连接段；4、主轴；5、伸缩机构；6、清洁机构；7、防护机构；8、轴肩；9、固定段；10、中心段；11、搅拌针；12、安装槽；13、定位槽；501、摇把；502、固定槽；503、蜗杆；504、蜗轮；505、链条；506、主动链轮；507、齿条；508、从动链轮；509、驱动直齿轮；510、第一转动杆；511、第一导向杆；512、固定块；513、第二转动杆；514、第一限
位块；601、第一固定外壳；602、马达；603、主动皮带轮；604、皮带本体；605、安装环；606、固定轴承；607、从动皮带轮；608、清洁刷；701、第二固定外壳；702、第二限位块；703、弧形密封板；704、第二导向杆；705、弹簧；706、挡板；707、密封圈。
具体实施方式
27.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。
28.请参阅图1-9，本发明提供的一种实施例：一种铝合金超高旋转速度搅拌摩擦焊工具，包括摩擦焊机床1，摩擦焊机床1底部四角安装有四个支撑腿2，摩擦焊机床1顶部一侧安装有主轴4，且主轴4底部固定连接有刀具连接段3，刀具连接段3顶部中心开设有安装槽12，且安装槽12底部中心开设有定位槽13，有利于刀具的定位安装，刀具连接段3底部安装有中心段10，且中心段10底部安装有固定段9，固定段9一侧安装有伸缩机构5，伸缩机构5包括摇把501、固定槽502、蜗杆503、蜗轮504、链条505、主动链轮506、齿条507、从动链轮508、驱动直齿轮509、第一转动杆510、第一导向杆511、固定块512、第二转动杆513和第一限位块514，固定段9一侧开设有固定槽502，且固定槽502内部转动连接有蜗杆503，蜗杆503一端中心活动插接有摇把501，且蜗杆503外圆周底部啮合有蜗轮504，蜗轮504中心固定贯穿有第二转动杆513，第二转动杆513两端转动连接有两个固定块512，且两个固定块512对称安装在固定段9内部顶部侧壁，第二转动杆513中心一端固定套接有主动链轮506，主动链轮506外圆周啮合有链条505，且链条505内圆周一侧啮合有从动链轮508，从动链轮508中心固定贯穿有第一转动杆510，且第一转动杆510转动连接在固定段9内部中下部，第一转动杆510中心固定贯穿有驱动直齿轮509，且驱动直齿轮509外圆周一侧啮合有齿条507，齿条507底部固定连接有搅拌针11，且搅拌针11底部贯穿轴肩8底部中心，搅拌针11两侧顶部对称安装有两个第一限位块514，且两个第一限位块514中心均活动贯穿有第一导向杆511，两个第一导向杆511对称安装在固定段9内部中心，且固定段9底部固定连接有清洁机构6，清洁机构6包括第一固定外壳601、马达602、主动皮带轮603、皮带本体604、安装环605、固定轴承606、从动皮带轮607和清洁刷608，固定段9底部安装有第一固定外壳601，且第一固定外壳601内部顶面一侧安装有马达602，马达602输出端固定连接有主动皮带轮603，且主动皮带轮603外圆周贴合有皮带本体604，皮带本体604内圆周一侧贴合有从动皮带轮607，且从动皮带轮607底部转动连接有固定轴承606，固定轴承606固定安装在第一固定外壳601内部底面中心，固定轴承606和从动皮带轮607均套接在搅拌针11外圆周，从动皮带轮607顶部焊接有安装环605，且安装环605顶部固定连接有清洁刷608，清洁刷608内圆周与搅拌针11中心外圆周贴合，安装环605套接在搅拌针11中下部，有利于搅拌针11的清洁，清洁机构6底部安装有防护机构7，且防护机构7底部安装有轴肩8，清洁机构6底部安装有防护机构7，防护机构7包括第二固定外壳701、第二限位块702、弧形密封板703、第二导向杆704、弹簧705、挡板706和密封圈707，第一固定外壳601底部焊接有第二固定外壳701，且第二固定外壳701内部对称安装有两个挡板706，两个挡板706相向一侧中心安装有两个弹簧705，且两个弹簧705相对一侧安装有两个弧形密封板703，两个弧形密封板703相对一侧分别与搅拌针11中下部两侧贴
合，第二固定外壳701内部底面中心安装有密封圈707，且密封圈707内圆周与搅拌针11中下部外圆周贴合，两个弧形密封板703相反一侧顶部分别安装有第二导向杆704，两个第二导向杆704一端活动套接有两个第二限位块702，且两个第二限位块702对称安装在第二固定外壳701内部顶面两侧。
29.工作原理：本发明在使用过程中，首先将需要焊接的材料放置到摩擦焊机床1上的载物台上，随即打开根据焊接材料的厚度来调整搅拌针11的伸出长度，将摇把501插入到蜗杆503一端端面的插槽内部，此时转动摇把501，带动蜗杆503转动，随后带动蜗轮504转动，继而带动第二转动杆513转动，随后带动主动链轮506转动，随即带动链条505转动，然后带动从动链轮508转动，继而带动驱动直齿轮509转动，随即带动齿条507向下运动，随后带动搅拌针11向下运动，从而控制搅拌针11伸出，反转摇把501则实现搅拌针11收缩，实现了搅拌针11的伸缩，有利于根据焊接材料的厚度来调整搅拌针11的长度，调整到合适后，将摇把501抽出，利用摩擦焊机床1对材料进行搅拌摩擦焊，焊接过程中，防护机构7中的弹簧705将弧形密封板703紧紧压合到搅拌针11外侧壁上，配合密封圈707和轴肩8的安装，有效的避免了碎屑和液滴进入到搅拌针11与刀具之间的缝隙内部，提升了设备使用的稳定性，同时当焊接完成后，搅拌针11搅拌附着有杂质，同时搅拌针11高速搅拌过程中发热量大，极易产生氧化层，此时打开马达602，马达602的输出端开始转动，随即带动主动皮带轮603转动，随即带动皮带本体604转动，然后带动从动皮带轮607转动，继而带动清洁刷608转动，有利于通过清洁刷608清洁搅拌针11表面的杂质和氧化层，有利于保证焊接的效果。
30.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。