一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭的制作方法
【專利摘要】一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其組成：夾持體（1）、軸肩套筒（2）、攪拌針（3）和除飛邊板（4）；其中：夾持體（1）為軸類零件，夾持體（1）具體由上側圓柱體（1-1）、擋肩圓柱體（1-2）和下側圓柱體（1-3）三部分構成；下側圓柱體（1-3）為帶外螺紋的圓柱體，擋肩圓柱體（1-2）的外徑大于另兩部分，下側圓柱體（1-3）布置在軸肩套筒（2）內腔中且二者同軸布置。本實用新型材料選用靈活性大，可以在焊接過程中就清除飛邊缺陷，去除了焊接后焊縫機械打磨，省時省力，利于現代化生產。
【專利說明】一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭
[0001]本實用新型涉及摩擦焊攪拌頭的結構設計和應用【技術領域】，特別提供了一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭。
【背景技術】
[0002]現有技術中，攪拌摩擦焊技術是一種固相連接新技術，被稱為繼激光焊以來的一場焊接革命，與傳統融化焊接相比，攪拌摩擦焊接具有接頭缺陷少、質量高、變形小，以及焊接過程綠色、無污染等顯著優點。
[0003]攪拌頭是攪拌摩擦焊設備最重要的組成部分之一，是攪拌摩擦焊技術的核心，其結構設計的合理性與否直接確定攪拌摩擦焊接頭的質量高低。目前的攪拌摩擦焊攪拌頭多為一體式結構，在攪拌針或軸肩磨損后需要對整個攪拌頭進行更換，材料浪費嚴重；焊縫飛邊是攪拌摩擦焊接的常見缺陷，目前去除飛邊通常是焊后機械打磨，費時費力，不利于現代
化生產。
[0004]人們期望獲得一種技術效果更好的，焊接過程中攪拌頭需要經常更換且需除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種技術效果更好的可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪祥頭。
[0006]為了避免現有技術的不足，本實用新型提供一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，該組合式攪拌頭不僅可以減少攪拌頭材料浪費，還可以在焊接過程中去除焊縫飛邊缺陷，同時通過選用不同材料的軸肩套筒和攪拌針，可以組合成直徑不同軸肩和高度不同攪拌針。
[0007]本實用新型一種可去飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其特征在于:其由下述零件組成:夾持體1、軸肩套筒2、攪拌針3和除飛邊板4 ;其中:夾持體I為軸類零件，夾持體I具體由上側圓柱體1-1、擋肩圓柱體1-2和下側圓柱體1-3三部分構成；下側圓柱體1-3為帶外螺紋的圓柱體，擋肩圓柱體1-2的外徑大于另兩部分，下側圓柱體1-3布置在軸肩套筒2內腔中且二者同軸布置；
[0008]軸肩套筒2構成如下:套筒螺紋孔2-1、套筒主體2-2、前擋肩2_3、后擋肩2_4、前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6、夾持部分2-7、圓錐孔2-8和軸肩2_9 ;其中:
[0009]套筒螺紋孔2-1和圓錐孔2-8順序依次布置且共同構成內腔，套筒螺紋孔2-1外部布置有套筒主體2-2，套筒主體2-2下部同時連接布置著前擋肩2-3和后擋肩2-4，前擋肩2-3和后擋肩2-4的遠離套筒主體2-2的一端還同時與夾持部分2-7連接；軸肩2_9內腔連通圓錐孔2-8遠離套筒螺紋孔2-1的一側，且軸肩2-9為內凹的錐臺形式；前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6分別布置在前擋肩2-3和后擋肩2-4下方的夾持部分2_7上且二者共軸，軸線與套筒主體2-2軸線垂直；
[0010]攪拌針3由攪拌針夾持部3-1和圓錐部分3-2構成；兩部分為共軸且固定為一體的整體結構，其中:圓錐部分3-2為錐臺結構；圓錐部分3-2配合安裝在圓錐孔2-8內且圓錐部分3-2的錐臺尖端露出到軸肩2-9遠離套筒主體2-2 —側的外部；
[0011]除飛邊板4構成如下:橫螺紋孔4-1和除飛邊板主體4-2 ;除飛邊板主體4-2具體為橫截面為“L”型的板狀結構，橫螺紋孔4-1 ；
[0012]除飛邊板4成對布置在軸肩套筒2的下部外側，兩個橫螺紋孔4-1分別對應軸肩套筒2下部的前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6同軸布置；且二者借助于螺紋連接件連接為一體；
[0013]夾持體I和軸肩套筒2通過相互配合的內外螺紋連接；內六角頭螺釘通過擰入橫螺紋孔4-1、前橫螺紋孔2-5和后橫螺紋孔2-6把攪拌針3和除飛邊板4固定在軸肩套筒2上，同時下側圓柱體1-3頂住攪拌針加持部分3-1以防止工作時攪拌針3上下竄動。
[0014]所述攪拌摩擦焊攪拌頭的軸肩和攪拌針采用組合式，材料采用工具鋼、硬質合金鋼或者高溫合金；根據實際情況，軸肩和攪拌針可采用不同種材料配合使用，以達到最優效果O
[0015]所述攪拌摩擦焊攪拌頭的軸肩套筒2上的前擋肩2-3、后擋肩2-4、前橫螺紋孔2-5和后橫螺紋孔2-6，軸肩套筒2和攪拌針3上銑有前后兩個圓心角為60°的夾持平面，夾持體上側圓柱體1-1設置有一個圓心角為60°的夾持平面(參見附圖3);軸肩2-9采用內凹形式，與攪拌針圓錐部分3-2配合連接。
[0016]所述可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭中，前后兩個除飛邊板4通過螺紋連接固定在軸肩套筒2上時，其最低點比軸肩2-9最低點高5mm ;以防止除飛邊板刮傷被焊接母材，材料采用工具鋼、硬質合金鋼或高溫合金。
[0017]本實用新型的有益效果是:攪拌頭采用組合式，在軸肩2-9或者攪拌針3磨損后只需單獨的更換軸肩2-9或者攪拌針3，而無需更換攪拌針3或者軸肩2-9，避免了一體式攪拌頭材料浪費嚴重的缺陷。軸肩2-9和攪拌針3可根據被焊材料選擇合適的材料，軸肩2-9和攪拌針3也可根據情況采用異種材料，靈活性大。同時去飛邊板4的存在可以在焊接工程中就清除飛邊缺陷，去除了焊接后焊縫機械打磨，省時省力，利于現代化生產。
[0018]【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0020]圖1是本實用新型夾持體、軸肩套筒、攪拌針和除飛邊裝置裝配圖；
[0021]圖2是本實用新型夾持體設計結構示意圖；
[0022]圖3是本實用新型夾持體俯視圖；
[0023]圖4是本實用新型軸肩套筒設計結構示意圖；
[0024]圖5是本實用新型軸肩套筒左視圖；
[0025]圖6是本實用新型攪拌針設計結構示意圖；
[0026]圖7是本實用新型除飛邊板設計結構示意圖；
[0027]圖8是本實用新型除飛邊板左視圖。
【具體實施方式】
[0028]關于附圖內容的解釋:
[0029]在圖1中，組合式攪拌摩擦焊攪拌頭包括夾持體1、軸肩套筒2、攪拌針3和除飛邊板4。夾持體I與軸肩套筒2通過相互配合的內外螺紋連接，軸肩套筒圓錐孔2-8與攪拌針圓錐部分3錐度相同，從而保證攪拌針3與軸肩套筒2配合連接，然后內六角頭螺釘通過擰入軸肩套筒前橫螺紋孔2-5和后橫螺紋孔2-6并頂住攪拌針夾持部分3-1保證攪拌針3和軸肩套筒2不發生相對轉動，夾持體下側圓柱體1-3通過頂住攪拌針夾持部分3-1來保證攪拌針3和軸肩套筒2不發生軸向移動。除飛邊板4通過螺紋配合固定在軸肩套筒2上。根據被焊接材料不同，軸肩套筒2、攪拌針3和除飛邊板4材料可以選用工具鋼、硬質合金鋼或高溫合金鋼，且軸肩套筒2和攪拌針3可以采用異種材料。
[0030]在圖2中，夾持體I包括上側圓柱體1-1、擋肩圓柱體1-2和下側圓柱體1-3，上側圓柱體1-1上銑有一個圓心角為60的夾持平面，用于跟攪拌摩擦焊主軸連接。上側圓柱體
1-1的下端為擋肩圓柱體1-2，擋肩圓柱體1-2的下端為下側圓柱體1-3，下側圓柱體1-3帶外螺紋，可以通過螺紋配合插入到軸肩套筒2中，同時下側圓柱體1-3可以頂住攪拌針3，防止攪拌針3軸向移動。
[0031]在圖3、4中，軸肩套筒2包括套筒螺紋孔2-1、套筒主體2-2、前擋肩2_3、后擋肩
2-4、前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6、夾持部分2-7、套筒圓錐孔2_8和軸肩2_9。夾持部分2-7有前后兩個，夾持平面所對圓心角均為60°，去飛邊板4可以通過螺紋連接以及前后擋肩2-7接觸配合連接在軸肩套筒2上。
[0032]在圖5中，攪拌針3包括夾持部分3-1和圓錐部分3-2，夾持部分3_1上銑有兩個所對圓心角均為60°的夾持平面，內六角螺釘通過擰入除飛邊板螺紋孔和軸肩套筒螺紋孔頂住攪拌針夾持部分3-1，防止攪拌針3和軸肩套筒2相對轉動，攪拌針圓錐部分3-2錐度與軸肩套筒圓錐孔2-8錐度相同，可以配合連接，同時通過夾持體下側圓柱體1-3頂住攪拌針夾持部分3-1，防止其軸向移動。
[0033]在圖6、7中，除飛邊板4包括板螺紋孔4-1和除飛邊板主體4_2，內六角螺釘通過擰入除飛邊板螺紋孔4-1和軸肩套筒螺紋孔2-8將除飛邊板4固定在軸肩套筒2上，除飛邊板4固定以后最低點要比軸肩2-9最低點高5_，避免除飛邊板4刮傷被焊件。
[0034]實施例1
[0035]一種可去飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其由下述零件組成:夾持體1、軸肩套筒2、攪拌針3和除飛邊板4 ;其中:夾持體I為軸類零件,夾持體I具體由上側圓柱體1-1、擋肩圓柱體1-2和下側圓柱體1-3三部分構成；下側圓柱體1-3為帶外螺紋的圓柱體，擋肩圓柱體1-2的外徑大于另兩部分，下側圓柱體1-3布置在軸肩套筒2內腔中且二者同軸布置；
[0036]軸肩套筒2構成如下:套筒螺紋孔2-1、套筒主體2-2、前擋肩2_3、后擋肩2_4、前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6、夾持部分2-7、圓錐孔2-8和軸肩2_9 ;其中:
[0037]套筒螺紋孔2-1和圓錐孔2-8順序依次布置且共同構成內腔，套筒螺紋孔2-1外部布置有套筒主體2-2，套筒主體2-2下部同時連接布置著前擋肩2-3和后擋肩2-4，前擋肩2-3和后擋肩2-4的遠離套筒主體2-2的一端還同時與夾持部分2-7連接；軸肩2_9內腔連通圓錐孔2-8遠離套筒螺紋孔2-1的一側，且軸肩2-9為內凹的錐臺形式；前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6分別布置在前擋肩2-3和后擋肩2-4下方的夾持部分2_7上且二者共軸，軸線與套筒主體2-2軸線垂直；
[0038]攪拌針3由攪拌針夾持部3-1和圓錐部分3-2構成；兩部分為共軸且固定為一體的整體結構，其中:圓錐部分3-2為錐臺結構；圓錐部分3-2配合安裝在圓錐孔2-8內且圓錐部分3-2的錐臺尖端露出到軸肩2-9遠離套筒主體2-2 —側的外部；
[0039]除飛邊板4構成如下:橫螺紋孔4-1和除飛邊板主體4-2 ;除飛邊板主體4_2具體為橫截面為“L”型的板狀結構，橫螺紋孔4-1 ；
[0040]除飛邊板4成對布置在軸肩套筒2的下部外側，兩個橫螺紋孔4-1分別對應軸肩套筒2下部的前橫螺紋孔2-5、后橫螺紋孔2-6同軸布置；且二者借助于螺紋連接件連接為一體；
[0041]夾持體I和軸肩套筒2通過相互配合的內外螺紋連接；內六角頭螺釘通過擰入橫螺紋孔4-1、前橫螺紋孔2-5和后橫螺紋孔2-6把攪拌針3和除飛邊板4固定在軸肩套筒2上，同時下側圓柱體1-3頂住攪拌針加持部分3-1以防止攪拌針3上下竄動。
[0042]所述攪拌摩擦焊攪拌頭的軸肩和攪拌針采用組合式，材料采用工具鋼、硬質合金鋼或者高溫合金；根據實際情況，軸肩和攪拌針可采用不同種材料配合使用，以達到最優效果O
[0043]所述攪拌摩擦焊攪拌頭的軸肩套筒2上的前擋肩2-3、后擋肩2-4、前橫螺紋孔2-5和后橫螺紋孔2-6，軸肩套筒2和攪拌針3上銑有前后兩個圓心角為60°的夾持平面，夾持體上側圓柱體1-1設置有一個圓心角為60°的夾持平面(參見附圖3);軸肩2-9采用內凹形式，與攪拌針圓錐部分3-2配合連接。
[0044]所述可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭中，前后兩個除飛邊板4通過螺紋連接固定在軸肩套筒2上時，其最低點比軸肩2-9最低點高5mm ;以防止除飛邊板刮傷被焊接母材，材料采用工具鋼、硬質合金鋼或高溫合金。
[0045]本實施例的有益效果是:攪拌頭采用組合式，在軸肩2-9或者攪拌針3磨損后只需單獨的更換軸肩2-9或者攪拌針3，而無需更換攪拌針3或者軸肩2-9，避免了一體式攪拌頭材料浪費嚴重的缺陷。軸肩2-9和攪拌針3可根據被焊材料選擇合適的材料，軸肩2-9和攪拌針3也可根據情況采用異種材料，靈活性大。同時去飛邊板4的存在可以在焊接工程中就清除飛邊缺陷，去除了焊接后焊縫機械打磨，省時省力，利于現代化生產。
【權利要求】
1.一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其特征在于:其由下述零件組成:夾持體(I)、軸肩套筒(2)、攪拌針(3)和除飛邊板(4);其中:夾持體(I)為軸類零件,夾持體(I)具體由上側圓柱體(1-1)、擋肩圓柱體(1-2)和下側圓柱體(1-3)三部分構成；下側圓柱體(1-3)為帶外螺紋的圓柱體，擋肩圓柱體(1-2)的外徑大于另兩部分，下側圓柱體(1-3)布置在軸肩套筒(2)內腔中且二者同軸布置； 軸肩套筒(2)構成如下:套筒螺紋孔(2-1)、套筒主體(2-2)、前擋肩(2-3)、后擋肩(2-4)、前橫螺紋孔(2-5)、后橫螺紋孔(2-6)、夾持部分(2-7)、圓錐孔(2-8)和軸肩(2-9)；其中: 套筒螺紋孔(2-1)和圓錐孔(2-8)順序依次布置且共同構成內腔，套筒螺紋孔(2-1)外部布置有套筒主體(2-2)，套筒主體(2-2)下部同時連接布置著前擋肩(2-3)和后擋肩(2-4)，前擋肩(2-3)和后擋肩(2-4)的遠離套筒主體(2-2)的一端還同時與夾持部分(2-7)連接；軸肩(2-9)內腔連通圓錐孔(2-8)遠離套筒螺紋孔(2-1)的一側，且軸肩(2-9)為內凹的錐臺形式；前橫螺紋孔(2-5)、后橫螺紋孔(2-6)分別布置在前擋肩(2-3)和后擋肩(2-4)下方的夾持部分(2-7)上且二者共軸，軸線與套筒主體(2-2)軸線垂直； 攪拌針(3)由攪拌針夾持部(3-1)和圓錐部分(3-2)構成；兩部分為共軸且固定為一體的整體結構，其中:圓錐部分(3-2)為錐臺結構；圓錐部分(3-2)配合安裝在圓錐孔(2-8)內且圓錐部分(3-2)的錐臺尖端露出到軸肩(2-9)遠離套筒主體(2-2)—側的外部； 除飛邊板(4)構成如下:橫螺紋孔(4-1)和除飛邊板主體(4-2);除飛邊板主體(4-2)具體為橫截面為“L”型的板狀結構； 除飛邊板(4)成對布置在軸肩套筒(2)的下部外側，兩個橫螺紋孔(4-1)分別對應軸肩套筒(2)下部的前橫螺紋孔(2-5)、后橫螺紋孔(2-6)同軸布置；且軸肩套筒(2)和除飛邊板(4)借助于螺紋連接件連接為一體； 夾持體(I)和軸肩套筒(2)通過相互配合的內外螺紋連接；內六角頭螺釘通過擰入橫螺紋孔(4-1)、前橫螺紋孔(2-5)和后橫螺紋孔(2-6)把攪拌針(3)和除飛邊板(4)固定在軸肩套筒(2 )上，同時下側圓柱體(1-3 )頂住攪拌針夾持部(3-1)以防止工作時攪拌針(3 )上下竄動。
2.根據權利要求1所述的一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其特征在于:所述攪拌摩擦焊攪拌頭的軸肩套筒(2)上的前擋肩(2-3)、后擋肩(2-4)、前橫螺紋孔(2-5)和后橫螺紋孔(2-6)，軸肩套筒(2)和攪拌針(3)上銑有前后兩個圓心角為60°的夾持平面，夾持體上側圓柱體(1-1)設置有一個圓心角為60°的夾持平面；軸肩(2-9)采用內凹形式，與攪拌針圓錐部分(3-2)配合連接。
3.根據權利要求1所述的一種可除飛邊的組合式攪拌摩擦焊攪拌頭，其特征在于:前后兩個除飛邊板(4)通過螺紋連接固定在軸肩套筒(2)上時，其最低點比軸肩(2-9)最低點高 Smnin
【文檔編號】B23K20/12GK203592229SQ201320554876
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】郭利鵬, 任俊剛, 謝里陽, 呂驍 申請人:東北大學