組合式的摩擦攪拌焊刀具制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種組合式的摩擦攪拌焊刀具，屬于焊接設(shè)備領(lǐng)域，包括刀具主體件和攪拌針，刀具主體件的底部設(shè)有軸肩部，軸肩部的底面設(shè)有外凸圓錐面；刀具主體件的中央設(shè)有貫穿軸肩部的安裝孔；攪拌針以可拆卸的方式固定在安裝孔處。本實(shí)用新型專利技術(shù)的組合式的摩擦攪拌焊刀具，軸肩部底面的外凸圓錐面能夠減小刀具在焊接時(shí)與待焊工件接觸面積，因此焊接阻力較小，焊接刀軸線方向不需與焊接進(jìn)給方向始終保持一定角度，使用三軸機(jī)床即可焊接二維曲線，降低了對(duì)機(jī)床的技術(shù)要求，降低了使用成本；攪拌針設(shè)計(jì)為與刀具主體件可拆卸連接，能夠更換不同長(zhǎng)度和形式的攪拌針以調(diào)整焊接深度，具有良好的靈活性和通用性。

Combined friction stir welding tool

The utility model provides a combined type friction stir welding tool, belonging to the field of welding equipment, including tool main body piece and a pin, a tool body is arranged at the bottom of the shaft shoulder, the shaft shoulder is arranged on the bottom surface of the convex cone; the central tool body is provided with a mounting hole through the shaft shoulder of the pin; detachably fixed on the mounting hole. The utility model combined friction stir welding tool, the shaft shoulder bottom surface convex conical surface can reduce the tool during the welding and welding workpiece contact area, so the smaller resistance welding, welding and welding cutter axis direction without the direction of feed to always maintain a certain point of view, the use of three axis machine tool can reduce the welding two-dimensional curve requirements for machine tool technology, reduce the use cost; the pin design and tool main body is detachably connected, the pin can be replaced with different length and form to adjust the welding depth, has good flexibility and universality.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
組合式的摩擦攪拌焊刀具
本技術(shù)涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種組合式的摩擦攪拌焊刀具。
技術(shù)介紹
摩擦攪拌焊(FrictionStirWelding，簡(jiǎn)稱FSW)是英國(guó)焊接研究所于1991年專利技術(shù)的新型固態(tài)焊接技術(shù)。目前已成功應(yīng)用于鋁、鎂、銅等材料的摩擦攪拌焊，尤其是鋁合金的摩擦攪拌焊，已在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。摩擦攪拌焊具有質(zhì)量穩(wěn)定、焊接強(qiáng)度高、變形較小、適合自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。摩擦攪拌焊方法與常規(guī)摩擦焊一樣。摩擦攪拌焊也是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。不同之處在于摩擦攪拌焊焊接過(guò)程是由一個(gè)圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針伸入工件的接縫處，通過(guò)焊頭的高速旋轉(zhuǎn)，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化。同時(shí)對(duì)材料進(jìn)行摩擦攪拌來(lái)完成焊接的。摩擦攪拌焊技術(shù)的關(guān)鍵在于摩擦攪拌焊刀具(以下簡(jiǎn)稱焊接刀)，目前焊接刀普遍采用一體式設(shè)計(jì)，由攪拌頭(焊接刀刀體)、軸肩和攪拌針組成，其中在軸肩端面及攪拌針表面都帶有螺紋。一體式焊接刀主要存在兩個(gè)缺點(diǎn)：一，一體式焊接刀與待焊接工件的接觸面積較大，導(dǎo)致焊接阻力大，為保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接刀軸線方向需與焊接進(jìn)給方向始終保持一定角度(3-5°)，這使得一體式焊接刀在焊接二維曲線時(shí)需要用到五軸機(jī)床，這無(wú)疑會(huì)使得加工成本大大上升。二，一體式焊接刀在磨損后較難修復(fù)，有時(shí)甚至不得不整體報(bào)廢，由于焊接刀材料較貴，這對(duì)材料來(lái)說(shuō)是很大的浪費(fèi)。而且一款一體式焊接刀只能焊接一種厚度的工件，當(dāng)有多種厚度的工件需要焊接時(shí)，需要準(zhǔn)備多種規(guī)格的焊接刀，這也提高了生產(chǎn)成本。綜上所述，現(xiàn)在市場(chǎng)上急需一種焊接阻力小，能夠適配多種厚度工件，且使用成本低的摩擦攪拌焊刀具。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種組合式的摩擦攪拌焊刀具，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中一體式焊接刀的焊接阻力大，使用后成本高，而且不能適配多種厚度工件的缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種組合式的摩擦攪拌焊刀具，包括：刀具主體件，所述刀具主體件的底部設(shè)有軸肩部，所述軸肩部的底面設(shè)有能夠減小焊接阻力的外凸圓錐面；所述刀具主體件的中央設(shè)有貫穿軸肩部的安裝孔；攪拌針，所述攪拌針以可拆卸的方式固定在安裝孔處，所述攪拌針的尾部容置在安裝孔內(nèi)部，攪拌針的頭部探出軸肩部。進(jìn)一步的，所述軸肩部的底面上設(shè)有有利于塑性材料向中心流動(dòng)的漸開線螺旋槽。進(jìn)一步的，所述攪拌針的頭部設(shè)有左旋錐螺紋。進(jìn)一步的，所述刀具主體件的中央處設(shè)有拆裝通孔，所述拆裝通孔的一端與刀具主體件的頂面平齊，另一端與安裝孔連通；所述拆裝通孔與安裝孔的連接處形成一能夠阻止攪拌針進(jìn)入拆裝通孔的限位臺(tái)階。進(jìn)一步的，所述拆裝通孔包括主通孔和連接孔，所述連接孔的一端與主通孔連通，另一端與安裝孔連通；所述主通孔的直徑大于安裝孔的直徑，所述連接孔的直徑小于安裝孔的直徑。進(jìn)一步的，該摩擦攪拌焊刀具還包括拆裝件，所述拆裝件包括一體成型的導(dǎo)向段和頂出段，所述導(dǎo)向段的形狀與拆裝通孔的主通孔適配，使導(dǎo)向段能夠沿著主通孔滑動(dòng)；所述頂出段的形狀與連接孔適配，且頂出段的長(zhǎng)度大于連接孔的長(zhǎng)度。進(jìn)一步的，所述刀具主體件的中央處設(shè)有拆裝通孔，所述拆裝通孔的一端與刀具主體件的頂面平齊，另一端與安裝孔連通，所述拆裝通孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋；該摩擦攪拌焊刀具還包括一限位桿，所述限位桿上設(shè)有與所述內(nèi)螺紋適配的外螺紋，所述限位桿利用螺紋結(jié)構(gòu)固定在拆裝通孔內(nèi)，所述攪拌針的尾部抵在限位桿的端面上。進(jìn)一步的，所述攪拌針的一側(cè)設(shè)有鍵槽，所述刀具主體件的側(cè)面設(shè)有一螺紋孔；該組合式的摩擦攪拌焊刀具還包括限位鍵，所述限位鍵為無(wú)帽六角螺螺栓，所述無(wú)帽六角螺螺栓穿過(guò)上述螺紋孔后頂住攪拌針的鍵槽以限制攪拌針在加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步的，所述刀具主體件和攪拌針的材料為熱作模具鋼或工具鋼。進(jìn)一步的，所述攪拌針的尾部設(shè)有限位孔，所述限位孔貫穿攪拌針的尾部；所述刀具主體件上設(shè)有軸線重合的第一安插孔和第二安插孔，所述第一安插孔與安裝孔垂直，第一安插孔的一端與安裝孔的一側(cè)連通，另一端與刀具主體件的側(cè)面平齊；所述第二安插孔的一端與安裝孔的另一側(cè)連通，另一端埋設(shè)在刀具主體件內(nèi)；該組合式的摩擦攪拌焊刀具還包括限位鍵，所述限位鍵的一端依次穿過(guò)第一安插孔和限位孔后，容置在第一安插孔內(nèi)；所述第一安插孔和/或第二安插孔內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述限位鍵設(shè)有與內(nèi)螺紋適配的外螺紋。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具，軸肩部的底面設(shè)有外凸圓錐面，外凸圓錐面能夠減小刀具在焊接時(shí)與待焊工件接觸面積，因此焊接阻力較小，焊接刀軸線方向不需與焊接進(jìn)給方向始終保持一定角度，即焊接時(shí)焊接刀的傾角為0°，使該組合式的摩擦攪拌焊刀具在焊接二維曲線時(shí)不需要用到五軸機(jī)床，使用三軸機(jī)床即可焊接二維曲線，降低了對(duì)機(jī)床的技術(shù)要求，降低了使用成本。攪拌針設(shè)計(jì)為與刀具主體件可拆卸連接，一方面，能夠更換不同長(zhǎng)度和形式的攪拌針，以滿足不同待焊接公件對(duì)焊接深度的個(gè)性化需求，具有良好的靈活性和通用性；另一方面，由于攪拌頭成本低，在磨損或折斷后也能更換，故相比一體式焊接刀也降低了生產(chǎn)成本。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本技術(shù)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本技術(shù)的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術(shù)的第一實(shí)施例提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具的立體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本技術(shù)的第一實(shí)施例提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具的縱剖圖；圖3為本技術(shù)的第一實(shí)施例提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具的拆裝件的主視圖；圖4為本技術(shù)的第二實(shí)施例提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具的縱剖圖；圖5為本技術(shù)的第三實(shí)施例提供的組合式的摩擦攪拌焊刀具的縱剖圖。附圖標(biāo)記：1-刀具主體件；2-攪拌針；3-限位鍵；4-拆裝件；5-限位桿；11-軸肩部；12-拆裝通孔；13-螺紋孔；41-導(dǎo)向段；42-頂出段；111-外凸圓錐面；112-漸開線螺旋槽；121-主通孔；122-連接孔。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。在本技術(shù)的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本技術(shù)的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本技術(shù)的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，包括：刀具主體件，所述刀具主體件的底部設(shè)有軸肩部，所述軸肩部的底面設(shè)有能夠減小焊接阻力的外凸圓錐面；所述刀具主體件的中央設(shè)有貫穿軸肩部的安裝孔；攪拌針，所述攪拌針以可拆卸的方式固定在安裝孔處，所述攪拌針的尾部容置在安裝孔內(nèi)部，攪拌針的頭部探出軸肩部。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，包括：刀具主體件，所述刀具主體件的底部設(shè)有軸肩部，所述軸肩部的底面設(shè)有能夠減小焊接阻力的外凸圓錐面；所述刀具主體件的中央設(shè)有貫穿軸肩部的安裝孔；攪拌針，所述攪拌針以可拆卸的方式固定在安裝孔處，所述攪拌針的尾部容置在安裝孔內(nèi)部，攪拌針的頭部探出軸肩部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，所述軸肩部的底面上設(shè)有有利于塑性材料向中心流動(dòng)的漸開線螺旋槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，所述攪拌針的頭部設(shè)有左旋錐螺紋。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，所述刀具主體件的中央處設(shè)有拆裝通孔，所述拆裝通孔的一端與刀具主體件的頂面平齊，另一端與安裝孔連通；所述拆裝通孔與安裝孔的連接處形成一能夠阻止攪拌針進(jìn)入拆裝通孔的限位臺(tái)階。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，所述拆裝通孔包括主通孔和連接孔，所述連接孔的一端與主通孔連通，另一端與安裝孔連通；所述主通孔的直徑大于安裝孔的直徑，所述連接孔的直徑小于安裝孔的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合式的摩擦攪拌焊刀具，其特征在于，該摩擦攪拌焊刀具還包括拆裝件，所述拆裝件包括一體成型的導(dǎo)向段和頂出段，所述導(dǎo)向段的形狀與拆裝通孔的主通孔適配，使導(dǎo)向段能夠沿著主通孔滑動(dòng)；所述頂出段的形狀與連接孔適配，且頂出段的長(zhǎng)度大于連接孔的長(zhǎng)度。7.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：姚杰，
類型：新型
國(guó)別省市：上海,31