專利名稱：用于攪拌摩擦點焊的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，更具體地，涉及通過使用物 體和旋轉(zhuǎn)工具之間的摩擦熱來連接重疊的待加工物體的攪拌摩擦點焊。
背景技術(shù)：
使用輕質(zhì)材料(例如鋁或鎂)的輕質(zhì)合金已經(jīng)廣泛用于各種工業(yè) 領(lǐng)域，例如土木工程和建筑領(lǐng)域，以及用于運輸業(yè)，例如汽車或飛才幾。 為了使用輕質(zhì)合金來生產(chǎn)/制造各種儀器和結(jié)構(gòu)，在很多情況下，輕質(zhì) 合金必須通過焊接來連接。
因此，已經(jīng)廣泛研發(fā)了焊接輕質(zhì)合金的技術(shù)。近來，攪拌摩擦焊
(FSW)已經(jīng)披露于國際專利公布文件(國際專利No. WO93/10935;申 請人THE WELDING INSTITUTE)。
參考前述文件簡要描述攪拌摩擦焊技術(shù)。在攪拌摩擦焊技術(shù)中， 兩個待加工的物體彼此接觸，利用工具沿兩個物體之間的接口行進時 產(chǎn)生的摩擦熱、以及利用在物體中產(chǎn)生的塑性功現(xiàn)象來連接這兩個物 體。
近來，通過利用/改進攪拌摩擦焊技術(shù)增加了成果。 例如，攪拌摩擦點焊方法普遍公知為源于攪拌摩擦焊方法的另一 種焊接方法。
在攪拌摩擦點焊方法中，通過利用關(guān)于重疊接頭的攪拌摩擦點焊 現(xiàn)象的一部分使旋轉(zhuǎn)工具向物體運動、在某一點處攪拌物體來焊接所 述物體。
通過結(jié)合電阻點焊方法與攪拌摩擦焊方法獲得前述攪拌摩擦點焊 方法，該攪拌摩擦點焊方法公知為不同于攪拌摩擦焊的另 一種焊接方 法。
在過去，公開了一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，該設(shè)備構(gòu)造成使得用于 使旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動器(例如電動機)與旋轉(zhuǎn)工具安裝在同一轉(zhuǎn)軸 上并且在豎直方向上與旋轉(zhuǎn)工具一起運動，作為用于實施攪拌摩擦點
焊方法的焊接設(shè)備。
然而，不利的是，前述攪拌摩擦點焊設(shè)備的栽荷很大。
為了解決前述問題，在日本待審專利申請公布No. 2002-137067(在 下文稱作'"Kawasaki專利")中公開了 一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，其中， 用于使主軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動器安裝在固定機架中，旋轉(zhuǎn)工具安裝在該主軸 上，驅(qū)動器的驅(qū)動軸通過同步帶或同步鏈連接到主軸的心軸。
在前述焊接設(shè)備中，驅(qū)動器的驅(qū)動力通過同步帶或同步鏈傳遞給 主軸的心軸，因此主軸旋轉(zhuǎn)。從而，與現(xiàn)有的攪拌摩擦點焊設(shè)備相比， 可以降低該焊接設(shè)備的載荷。
然而，在Kawasaki專利的攪拌摩擦點焊設(shè)備中，同步帶或同步鏈 用來使主軸在豎直方向上運動。
因此，當Kawasaki專利的攪拌摩擦點焊設(shè)備已經(jīng)使用了很長時間 后，主軸因同步帶或同步鏈引起的側(cè)面載荷而變形，或者產(chǎn)生同步帶 或同步鏈的裂縫。因此，不可能準確地控制主軸的高度，
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的
本發(fā)明提供一種能夠降低攪拌摩擦點焊設(shè)備的載荷并準確控制主 軸的高度的攪拌摩擦點焊設(shè)備，旋轉(zhuǎn)工具安裝在該主軸上。 技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，包括機架； 包括上下進給螺母的殼體，該殼體安裝在所述機架中從而可沿豎直方 向運動；安裝在所述殼體中的旋轉(zhuǎn)軸心軸，該旋轉(zhuǎn)軸心軸包括用于攪 拌摩擦點焊的旋轉(zhuǎn)工具；提供用于使所述旋轉(zhuǎn)軸心軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的 旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器，該旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器固定到所述機架；將旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器的 驅(qū)動力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸心軸的動力傳遞構(gòu)件；與所述殼體的上下進給螺 母接合的絲杠；以及，使所述絲杠旋轉(zhuǎn)的絲杠驅(qū)動器，該絲杠驅(qū)動器 在所述機架中固定到相鄰于旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置。
在本發(fā)明的上述方面中，所述機架可包括第一至第三板。在此情 況下，旋轉(zhuǎn)軸心軸可安裝穿過第一板，殼體可安裝穿過第二和第三板。
另外，絲杠驅(qū)動器可在相鄰于旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置安裝在第一板上， 通過與絲杠驅(qū)動器的直接連接而驅(qū)動的絲杠可安裝穿過第一板、上下
進給螺母、第二和第三板。
另外，旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器可在相鄰于絲杠驅(qū)動器的位置安裝在第一板上。
另外，機架可包括支撐構(gòu)件，待加工的物體安置在該支撐構(gòu)件上。
另外，動力傳遞構(gòu)件可包括同步帶或同步鏈。
有益效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方面，因為用于使旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動 器(例如電動機)不與所述旋轉(zhuǎn)工具安裝在同一轉(zhuǎn)軸上，所以攪拌摩 擦點焊設(shè)備的栽荷可以減小。
另外，因為用于使旋轉(zhuǎn)工具沿豎直方向運動的驅(qū)動器的驅(qū)動力通 過絲杠以及與該絲杠接合的進給螺母來傳遞，所以能夠解決旋轉(zhuǎn)軸心 軸變形的問題。能夠準確地控制旋轉(zhuǎn)工具的高度。
圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的攪拌摩擦點焊設(shè)備的示意圖。
具體實施例方式
在下文中，將參考附圖詳細地描述本發(fā)明。
圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的攪拌摩擦點焊設(shè)備的示 意圖。
根據(jù)該實施例的攪拌摩擦點焊設(shè)備包括機架io。
機架10具有中空盒形。在機架10中，包括了第一至第三板12、 14和16。
旋轉(zhuǎn)軸心軸20沿豎直方向安裝穿過第一板12。圍繞旋轉(zhuǎn)軸心軸 20的殼體22沿豎直方向安裝穿過第二板14和第三板16。
殼體22突出穿過機架10的下壁18。與旋轉(zhuǎn)軸心軸20 —起旋轉(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn)工具24突出穿過殼體22。
旋轉(zhuǎn)工具24允許通過旋轉(zhuǎn)工具24旋轉(zhuǎn)時對待加工物體(未示出) 的表面施加預(yù)定力而使所述物體彼此連接。
旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30固定到第一板12上的位置，該位置與旋轉(zhuǎn)軸心 軸20隔開預(yù)定距離。利用動力傳遞構(gòu)件(例如同步帶或同步鏈34)將
旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30的驅(qū)動軸32連接到旋轉(zhuǎn)軸心軸20。
因此，當旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30被驅(qū)動、且驅(qū)動軸32旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)力 通過同步帶或同步鏈34傳遞給旋轉(zhuǎn)軸心軸20,并且心軸20旋轉(zhuǎn)。因 此，旋轉(zhuǎn)工具24旋轉(zhuǎn)。
于是，殼體22不與旋轉(zhuǎn)軸心軸20—起旋轉(zhuǎn)而保持固定狀態(tài)。
絲杠驅(qū)動器40在旋轉(zhuǎn)軸心軸20和旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30之間固定在第 一板12上。通過直接連接而驅(qū)動的絲杠42安裝在絲杠驅(qū)動器40上。
此時，絲杠42在安裝穿過第一至第三板12、 14和16以及殼體22 中的上下進給螺母26。
因此，當絲杠驅(qū)動器40被驅(qū)動、且絲杠42因而旋轉(zhuǎn)時，由于上 下進給螺母26沿豎直方向運動，所以殼體22和旋轉(zhuǎn)軸心軸20沿豎直 方向運動。
支撐構(gòu)件50安裝在機架10的側(cè)壁上，物體(未示出)安裝在該
支撐構(gòu)件50上。支撐構(gòu)件50的端部設(shè)置成面向旋轉(zhuǎn)工具24。 在下文中，將描述使用前述攪拌摩擦點焊設(shè)備的方法。 物體(未示出)位于支撐構(gòu)件50上.驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30。 然后，通過同步帶或同步鏈34將旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器30的動力傳遞給
旋轉(zhuǎn)軸心軸20。因此，旋轉(zhuǎn)工具24與旋轉(zhuǎn)軸心軸20—起旋轉(zhuǎn)。
當絲杠驅(qū)動器40被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)工具24同時旋轉(zhuǎn)時，通過操作絲
杠42以及與該絲杠42接合的上下進給螺母26使殼體22和旋轉(zhuǎn)軸心
軸20沿向下方向運動。
因此，旋轉(zhuǎn)工具24與物體(未示出)緊密地接觸，且旋轉(zhuǎn)工具24
以其與物體緊密接觸的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。因此，由于旋轉(zhuǎn)工具24和物體之間
產(chǎn)生的摩擦熱，所述物體軟化，且所述物體的表面被攪拌。
權(quán)利要求
1. 一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，包括機架；包括上下進給螺母的殼體，所述殼體安裝在所述機架中從而可沿豎直方向運動；安裝在所述殼體中的旋轉(zhuǎn)軸心軸，所述旋轉(zhuǎn)軸心軸包括用于攪拌摩擦點焊的旋轉(zhuǎn)工具；提供用于使所述旋轉(zhuǎn)軸心軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器，所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器固定到所述機架；將所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器的驅(qū)動力傳遞給所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的動力傳遞構(gòu)件；與所述殼體的上下進給螺母接合的絲杠；以及使所述絲杠旋轉(zhuǎn)的絲杠驅(qū)動器，所述絲杠驅(qū)動器在所述機架中固定到相鄰于所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 機架包括第一板、第二板和第三板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 旋轉(zhuǎn)軸心軸安裝穿過所述第一板，所述殼體安裝穿過所述第二板和所 述第三板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 絲杠驅(qū)動器在相鄰于所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置安裝在所述第一板上，通 過與所述絲杠驅(qū)動器的直接連接而被驅(qū)動的所述絲杠安裝穿過所述笫 一板、所述上下進給螺母、所述第二板和所述第三板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器在相鄰于所述絲杠驅(qū)動器的位置安裝在所述第一板上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 機架包括支撐構(gòu)件，待加工的物體安置在所述支撐構(gòu)件上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 才幾架包括第一板、笫二板和第三板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 旋轉(zhuǎn)軸心軸安裝穿過所述第一板，所述殼體安裝穿過所述第二板和所 述第三板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所述 絲杠驅(qū)動器在相鄰于所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置安裝在所述第一板上，通 過與所述絲杠驅(qū)動器的直接連接而被驅(qū)動的所述絲杠安裝穿過所迷第 一板、所述上下進給螺母、所述第二板和所述第三板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器在相鄰于所述絲杠驅(qū)動器的位置安裝在所述第一板 上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述動力傳遞構(gòu)件包括同步帶或同步鏈。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述機架包括第一板、第二板和第三板。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)軸心軸安裝穿過所述第一板，所述殼體安裝穿過所述第二板和 所述第三板。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述絲杠驅(qū)動器在相鄰于所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置安裝在所述第一板上， 通過與所述絲杠驅(qū)動器的直接連接而被驅(qū)動的所述絲杠安裝穿過所述 第一板、所述上下進給螺母、所述第二板和所述第三板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器在相鄰于所述絲杠驅(qū)動器的位置安裝在所述第一板 上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述機架包括支撐構(gòu)件，待加工的物體安置在所述支撐構(gòu)件上，所述動 力傳遞構(gòu)件包括同步帶或同步鏈。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述機架包括第一板、第二板和笫三板。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)軸心軸安裝穿過所述第一板，所述殼體安裝穿過所述第二板和 所述第三板。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述絲杠驅(qū)動器在相鄰于所述旋轉(zhuǎn)軸心軸的位置安裝在所述第一板上， 通過與所述絲杠驅(qū)動器的直接連接而被驅(qū)動的所述絲杠安裝穿過所迷第一板、所述上下進給螺母、所述第二板和所述第三板。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的攪拌摩擦點焊設(shè)備，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動器在相鄰于所述絲杠驅(qū)動器的位置安裝在所述第一板 上。
全文摘要
提供一種攪拌摩擦點焊設(shè)備，該攪拌摩擦點焊設(shè)備能夠利用重疊的物體和旋轉(zhuǎn)工具之間的摩擦熱來連接待加工的物體。在攪拌摩擦點焊設(shè)備中，用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動器不與所述旋轉(zhuǎn)工具安裝在同一轉(zhuǎn)軸上，用于使旋轉(zhuǎn)工具沿豎直方向運動的驅(qū)動力通過絲杠以及與該絲杠接合的進給螺母來傳遞。因此，能夠減小攪拌摩擦點焊設(shè)備的載荷并準確地控制旋轉(zhuǎn)工具的高度。
文檔編號B23K20/12GK101389438SQ200680053357
公開日2009年3月18日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者千昌根, 盧泰成, 張雄成, 權(quán)寧玨 申請人:浦項產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院