一种搅拌摩擦焊辅助对刀工具

1.本实用新型涉及焊接技术领域，具体为一种搅拌摩擦焊辅助对刀工具。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊接是一种固态塑化连接技术，搅拌摩擦焊利用高速旋转的搅拌头与母材之间的摩擦热塑化材料，热的增塑金属从旋转刀具的前进侧向后退侧移动，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝，使两个工件连接。焊接过程中焊缝金属不熔化，具有高效低耗、焊接温度低、焊接变形小、环境要求低等技术优势，拥有广阔的应用前景。搅拌摩擦焊需要通过专门的焊接装置实现，焊接时，通过将工件固定在工作台上，然后通过焊接头对工件焊接。工件固定在工作台上进行工装的过程较为复杂，其中工件对刀是搅拌摩擦焊工装过程中非常重要的一步，缩短工件对刀时间将大大提高搅拌摩擦焊工作效率。
3.现有专利技术中，工装过程更多涉及的是对限位台的改进，较少涉及对工件对刀环节的改进，对刀是否精准对工件的最终成形性能具有很大影响。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种搅拌摩擦焊辅助对刀工具，辅助搅拌摩擦焊接工装过程中工件对刀，缩短工装时间，提高焊接效率。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：
6.一种搅拌摩擦焊辅助对刀工具，其特征在于，包括锁紧组件、导向机构、主体结构三部分，所述导向机构设置在所述主体结构中部，所述锁紧组件位于主体结构上方；所述主体结构包括光源、导光通道、出光口三部分，所述导光通道设置在所述主体结构外围，所述出光口设置在所述主体结构底部；所述光源设置位于导光通道内部。
7.进一步地，所述锁紧组件用于连接和固定所述对刀工具在搅拌装置上。所述导向机构用于所述对刀工具的限位和导向，所述导向机构主轴方向设置为与搅拌头主轴方向平行，所述锁紧组件闭合后导向机构中心主轴和搅拌头中心主轴重合。
8.进一步地，所述锁紧组件设置在对刀工具整体结构上方，所述导向机构为套管，所述套管与所述主体结构为一个整体，在主体结构中心上方，所述锁紧组件中心下方，所述主体结构设置在工具整体结构下方。
9.进一步地，所述锁紧组件与所述导向机构相连；所述套管上设有第二安装座，所述第二安装座上设有用于安装锁紧组件安装孔。
10.进一步地，所述锁紧组件可以反复开合，包括两个镜面对称的半环形铁圈；所述两个半环形铁圈一端设有转动轴，另一端用于锁紧组件开合；所述两个半环形铁圈一端设有磁铁块，用于所述锁紧组件开合，磁铁块在其中一个半环形铁圈上固定，所述两个半环形铁圈通过磁铁块吸引力进行开合。
11.本实用新型中，所述锁紧组件用于连接固定所述工具整体在搅拌装置上，所述锁紧组件可以反复开合。所述锁紧组件闭合后导向机构中心主轴和搅拌头中心主轴重合。对
于导光通道的结构设计，需要保证光源通过导光通道的传输，最后能按特定路线从出光口输出。本实用新型中从光源发出的光线，经所述导光通道传输，最后从所述出光口输出，照射在工件形成上光斑，上下移动搅拌装置z轴距离，可得到便于观察的合适大小的光斑，所述光斑中心点位置位于搅拌头中心主轴上。
12.可选的，所述主体结构外轮廓设置为锥形。
13.可选地，所述锁紧组件可以固定在搅拌头上或搅拌肩等搅拌装置上。
14.可选地，所述锁紧组件设置在工具整体结构上方，所述导向机构设置在工具整体结构中间部分，所述主体结构设置在工具整体结构下方。
15.可选的，所述导向机构与所述主体结构设置为一个整体结构。
16.可选的，所述导向机构设置为套管，在所述主体结构中上部，所述套管在与搅拌装置间隙配合，间隙差为0.5-1mm。所述套管上设有第二安装座，所述第二安装座上设有安装孔，用于连接锁紧组件。
17.进一步地，所述半环形铁圈转动轴设置为通过转动销相连，所述半环形铁圈设置第一安装座，所述第一安装座上设有安装孔，用于与转动销连接，所述转动销同时通过所述半环形铁圈的第一安装座和所述套管上的第二安装座，连接所述锁紧组件和所述主体结构，同时所述半环形铁圈可转动打开。转动销设置为工形结构，用于锁紧组件和主体结构的上下限位。
18.进一步地，所述主体结构内部设置有空腔，所述空腔用于导光通道的空间限位，所述导光通道的外轮廓由空腔外部和主体结构外壳围成；所述空腔结构高度大于搅拌装置下方非平行结构部分高度，使所述导向机构能到达搅拌装置平行部分处进行平行限位；空腔结构设置为圆台，所述空腔底部垂直于所述导向机构中心主轴，利于光线反射。
19.进一步地，所述光源可从所述主体结构取出，主体结构上设置有进光孔，所述进光孔设置在导光通道顶部；所述进光孔设置对应光盖，所述光盖纵向截面设置为梯形结构，用于限位，所述光盖横向截面设置为与进光孔间隙配合。
20.进一步地，所述导光通道内部设有加强筋，用于增强结构稳定性，同时限制光源放置路径，方便光源放入和取出。所述加强筋数量设置为每两个加强筋对应一个进光孔；没有进光孔对应的两个加强筋底部设置为扇形封闭状；所述加强筋底部与空腔底部对齐。
21.进一步地，本实用新型还包括出光口；所述出光口设置在所述导光通道底部，所述出光口中心点位置设置位于导向机构中心主轴上；
22.进一步地，所述出光口上方设置外螺纹，所述导光通道底部设置对应螺纹孔，所述出光口可取下。
23.进一步地，所述出光口内部上方安装有凸透镜，所述凸透镜可更换，所述出光口内部纵向截面轮廓为阶梯状，用于凸透镜限位，所述凸透镜用于改变光传播路径；所述出光口内部孔设置为圆柱状，最大横向截面用于与凸透镜间隙配合；所述出光口外轮廓设置为锥形，用于增强结构稳定性。
24.可选的，所述半环形铁圈转动轴设置为通过转动销相连，还可以通过别的方式进行转动，比如弹簧夹端的弹簧，通过弹簧变形恢复进行转动。
25.可选的，所述光源设置可从所述主体结构取出，主体部分设置进光孔。
26.可选的，所述导光通道顶部设有进光孔，进光孔形状设置为扇型，用于最大限度增
加光源放入的截面面积。
27.可选的，所述进光孔设置对应光盖，所述光盖纵向截面设置为梯形结构，用于限位，所述光盖横向截面设置为与所述进光孔间隙配合，所述间隙差为0.5-1mm，所述光盖可取出。
28.可选的，所述进光孔设置为绕导管中心主轴中心对称，所述进光孔设置为数量为4个，相邻2个中心角为90
°
，对应所述光盖数量为4个。
29.可选的，所述导光通道内部设有加强筋，用于增强结构稳定性，同时限制光源放置路径，方便光源放入和取出。
30.可选的，所述加强筋数量设置为每两个加强筋对应一个进光孔，加强筋数量设置为8个。
31.可选的，进光孔对应的两个加强筋中心角为40
°
。没有进光孔对应的两个加强筋底部设置为扇形封闭状。
32.可选的，所述加强筋底部与所述空腔底部对齐。
33.可选的，所述出光口中心点位置设置位于所述导向机构中心主轴上。
34.可选的，所述出光口可取下，所述出光口上方设置外螺纹，所述导光通道底部设置螺纹孔，用于安装所述出光口。
35.可选的，所述出光口内部上方安装凸透镜，所述凸透镜可更换，所述出光口内部纵向截面轮廓为阶梯状，用于凸透镜限位，所述凸透镜用于改变光传播路径。
36.可选的，所述凸透镜横向截面直径设置为8mm。
37.可选的，所述出光口内部孔设置为圆柱状，最大横向截面设置用于与凸透镜间隙配合，所述间隙差为0-0.5mm，最小横向截面内径设置为1.5-2mm。
38.可选的，所述出光口外轮廓设置为锥形，用于增强结构稳定性。
39.进一步地，从光源发出的光线通过所述导光通道传输，最后从所述出光口输出，照射在工件形成上光斑，所述光斑中心点在xoy平面的位置即搅拌头中心主轴在xoy平面的位置。
40.本实用新型的有益效果是：
41.1.所述工具安装固定后，光源经过导光通道传输从出光口输出，照射在焊接板上形成光斑，光斑中心点处于搅拌头中心轴上，上下移动搅拌装置z轴距离，可得到便于观察的合适大小的光斑，所述光斑可用于直接判断搅拌头与焊接板的x轴及y轴对刀，缩短对刀时间。
42.2.所述工具光源、凸透镜等配件可进行更换，使用寿命长。
43.3.所述工具安装方便，可通过锁紧组件开合反复使用。
附图说明
44.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
45.图1为本实用新型整体结构示意图；
46.图2为本实用新型的安装结构截面示意图；
47.图3为本实用新型的锁紧组件的结构示意图；
48.图4为本实用新型的连接处放大示意图；
49.图5为本实用新型的主体结构外壳截面示意图；
50.图6为本实用新型的光盖结构示意图；
51.图7为本实用新型的导光通道内部示意图；
52.图8为本实用新型的光源通道限位示意图；
53.图9为本实用新型的光源底部限位示意图；
54.图10为本实用新型的出光口示意图；
55.图11为本实用新型的凸透镜安装示意图；
56.图12为本实用新型的某条光线传输路线示意图；
57.图13为本实用新型的工作输出光斑示意图。
58.零件标号说明：
59.1-锁紧组件；2-半环形铁圈；3-第一安装座；4-磁铁块；5-主体结构；6-套管；7-第二安装座；8-转动销；9-光盖；10-进光孔；11-导光通道；12-加强筋；13-凸透镜；14-出光口；15-光源；16-空腔；17-搅拌头；18-焊接板；19-光斑。
具体实施方式
60.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，不能以此限定本实用新型的保护范围。
61.实施例1
62.参照图1-13，一种搅拌摩擦焊辅助对刀工具，包括锁紧组件1、导向机构、主体结构5三部分，所述导向机构设置在所述主体结构5中部，所述主体结构5包括光源15、导光通道11、出光口14三部分，所述导光通道11设置在所述主体结构5外围，所述出光口14设置在所述主体结构5底部。
63.在一个实施方式中，所述锁紧组件1固定在搅拌头17上。
64.在一个实施方式中，所述锁紧组件1和所述主体结构5的连接方式设置为通过转动销8上下相连。
65.在一个实施方式中，所述导向机构设置为与所述主体结构为整体的套管6，所述套管设置在所述主体结构5中上部，所述套管6内径设置为21mm。所述套管6上设有第二安装座7，所述第二安装座7上设有安装孔，用于连接所述锁紧组件1。
66.在一个实施方式中，所述锁紧组件1可以反复开合，所述锁紧组件1包括两个为镜面对称的半环形铁圈2。所述两个半环形铁圈2一端设有转动轴，另一端用于所述锁紧组件1开合。
67.在一个实施方式中，所述半环形铁圈2设置通过磁铁块4吸力进行开合。所述磁铁块4固定在其中一个所述半环形铁圈2上。
68.在一个实施方式中，所述半环形铁圈2转动轴设置为通过转动销8相连，所述半环形铁圈2设置对应第一安装座3，所述第一安装座3上设有安装孔，用于通过所述转动销8。
69.所述转动销8同时通过所述半环形铁圈2和所述套管6上的安装座3和7，连接所述锁紧组件1和所述主体结构5，同时所述半环形铁圈2可绕所述转动销8转动打开，所述转动
销8纵向截面设置为工形结构，用于所述锁紧组件1和所述主体结构5的上下限位。
70.所述锁紧组件1闭合后中心主轴、所述套管6中心主轴、搅拌头17中心主轴三轴重合。
71.在一个实施方式中，所述主体结构5外轮廓设置为锥形,最大界面尺寸设置为直径为72mm，高度设置为48mm。
72.在一个实施方式中，所述主体结构5内部设置空腔16，所述导光通道11外轮廓由所述空腔外部16和所述主体结构5外壳围成。
73.所述空腔16结构设置为圆台，所述空腔结构16高度设置为35mm，所述套管6能到达搅拌装置平行部分进行平行限位。所述空腔16底部垂直于所述套管6中心主轴，利于光线反射。
74.在一个实施方式中，所述导光通道11涂有反光涂料,用于增强光线反射。
75.在一个实施方式中，所述光源15可从所述主体结构5取出。
76.在一个实施方式中，所述导光通道11顶部设有进光孔10，进光孔10形状设置为扇型10，扇形中心角为36
°
，扇形外径为68mm，内径为48mm。
77.在一个实施方式中，所述进光孔10设置对应光盖9，所述光盖9纵向截面设置为梯形结构，用于限位，所述光盖9横向截面设置为与所述进光孔10间隙配合，所述间隙差为0.5mm，所述光盖9可取出。
78.在一个实施方式中，所述进光孔10数量为4个，相邻2个中心角为90
°
，对应所述光盖9数量为4个。
79.在一个实施方式中，所述导光通道11内部设有加强筋12，用于增强结构稳定性，同时限制光源15放置路径，方便光源15放入和取出。
80.在一个实施方式中，所述加强筋12数量设置为8个，每两个加强筋12对应一个所述进光孔10。
81.在一个实施方式中，所述进光孔10对应的两个所述加强筋12中心角为40
°
,没有进光孔10对应的两个加强筋12底部设置为扇形封闭状。
82.在一个实施方式中，所述加强筋12底部与所述空腔16底部对齐。
83.在一个实施方式中，所述出光口14中心点位置设置位于所述套管6中心主轴上。
84.在一个实施方式中，所述出光口14可取下，所述出光口14上方设置外螺纹，所述导光通道11底部设置螺纹孔，用于安装所述出光口14。
85.在一个实施方式中，所述出光口14内部上方安装凸透镜13，所述凸透镜13可更换，所述出光口14内部纵向截面轮廓为阶梯状，用于所述凸透镜13限位，所述凸透镜13用于改变光传播路径，所述凸透镜13直径为8mm。
86.在一个实施方式中，所述出光口14内部孔设置为圆柱状，最大横向截面内径设置为8.2mm，最小横向截面内径设置为1.6mm。
87.在一个实施方式中，所述出光口14外轮廓设置为锥形，用于增强结构稳定性。
88.本实用新型工作原理：
89.在使用所述工具时，首先将所述凸透镜13安装在所述出光口14上，所述出光口14通过螺纹固定在所述主体结构5中。
90.打开所述光盖9放入光源15，光源15通过加强筋12限位到达所述导光通道11最底
部，光源15发出的光线通过所述导光通道11的传输，经所述凸透镜13折射，从所述出光口14输出。
91.打开所述半环形铁圈2的磁铁块4端，所述半环形铁圈2另一端由转动销8和转动座3限制，只能打开一定角度，所述锁紧组件1打开。将所述工具通过所述套管6套在搅拌头17上，向上安装所述工具，当搅拌头17底部碰到所述空腔14底部时，所述工具达到向上安装的最大距离，纵向限位。闭合所述半环形铁圈2磁铁块4端，所述锁紧组件1锁紧，此时所述锁紧组件1中心主轴、所述套管6中心主轴、搅拌头17中心主轴三轴重合。
92.从所述出光口14输出的光线照射在焊接板上，形成圆形光斑19，所述圆形光斑19的中心点处于搅拌头17中心主轴上。所述光斑19中心点在xoy平面的位置即搅拌头17中心主轴在xoy平面的位置，上下移动搅拌装置z轴距离，得到便于观察的合适大小的圆形光斑，进行搅拌头17和工件的对刀。
93.实施例2
94.本实施例与实施例1结构相同，只是凸透镜直径调整为15mm，出光口最大截面内径设置为与凸透镜间隙配合，设置为15.5mm，最小截面内径设置为1mm。
95.实施例3
96.本实施例与实施例1结构相同，只是凸透镜直径调整为10mm，出光口最大截面内径设置为与凸透镜间隙配合，设置为10.5mm，最小截面内径设置为2mm。
97.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。