專(zhuān)利名稱(chēng)：空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種適用于空間曲面焊接的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，與攪拌摩擦焊機(jī) 相配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意曲率的焊接結(jié)構(gòu)的連接。
背景技術(shù)：
作為一種固相連接技術(shù)，攪拌摩擦焊可實(shí)現(xiàn)鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)金屬的連接，且 具有低應(yīng)力、小變形、無(wú)氣孔、無(wú)裂紋、低能耗及綠色無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。但由于攪拌摩擦焊機(jī)本 身的性質(zhì)以及攪拌摩擦焊技術(shù)的本身特點(diǎn)，攪拌摩擦焊主要適合于平面內(nèi)的對(duì)接焊縫，搭 接焊縫、筒形焊縫以及曲線焊縫的連接。而對(duì)于具有空間三維特征的焊縫來(lái)說(shuō)，只依賴(lài)攪拌 摩擦焊機(jī)本身顯得無(wú)能為力。同時(shí)，目前的攪拌摩擦焊夾具只有針對(duì)于上述幾種焊縫形式 專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，還未見(jiàn)針對(duì)可實(shí)現(xiàn)空間曲面焊接的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有通用的攪拌摩擦焊機(jī)不能對(duì)具有空間曲率特征的焊接 結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的問(wèn)題，為具有空間曲率特征的焊接結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊連接提供一種空間曲 面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，所采用的技術(shù)方案是該專(zhuān)用夾具主要由夾具骨架結(jié)構(gòu)與傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)組成，所述夾具骨架結(jié)構(gòu)的框架兩端通過(guò)轉(zhuǎn)軸支撐在支座上；承力機(jī)構(gòu)固定連接在框 架上，在所述承力機(jī)構(gòu)上方設(shè)有定位機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 組成，所述主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均置于承力機(jī)構(gòu)底部?jī)蓚?cè)，所述承力機(jī)構(gòu)通過(guò)與主、從動(dòng)傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的螺桿上的滾輪活動(dòng)支撐。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低，有利于攪拌摩擦焊 技術(shù)在航空、航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣與使用。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是夾具骨架結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中的承力結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中的定位機(jī)構(gòu)示意圖。圖5是主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。圖6是從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，主要由夾具骨架結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述夾 具骨架結(jié)構(gòu)的框架1兩端通過(guò)轉(zhuǎn)軸10支撐在支座9上；承力機(jī)構(gòu)8固定連接在框架1上， 在所述承力機(jī)構(gòu)8上方設(shè)有定位機(jī)構(gòu)12 ；在框架1下的對(duì)角處設(shè)有平衡支撐彈簧2 ；所述傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均置于承力機(jī)構(gòu)8底部?jī)蓚?cè)，所述承力機(jī)構(gòu)8通過(guò)與主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的螺桿3上的滾輪18活動(dòng)支撐。所述承力機(jī)構(gòu)8由托板13和承力板14組成，且在托板13上設(shè)有加強(qiáng)筋；所述托 板13和承力板14的形狀和曲度與待焊板相應(yīng)。所述承力板14的數(shù)量與待焊板的大小相應(yīng)。所述定位機(jī)構(gòu)12由卡板17與其上的垂直壓緊器15、水平壓緊器16組成；所述卡 板17的形狀和低端面曲度與待焊板相應(yīng)；卡板17的數(shù)量與待焊板11的焊縫數(shù)量相應(yīng)。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由變頻電機(jī)7驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)6構(gòu)成，并通過(guò) 帶輪4和同步帶5與從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。在所述夾具骨架結(jié)構(gòu)的框架1下的對(duì)角處設(shè)有彈簧2。實(shí)施例空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，主要由夾具骨架結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。夾具骨 架結(jié)構(gòu)由框架1、彈簧2、承力機(jī)構(gòu)8、支座9、轉(zhuǎn)軸10與定位機(jī)構(gòu)12組成；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主 動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由螺桿3、帶輪4、同步帶5、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)6及4級(jí)YP系 列變頻電機(jī)7組成。參看圖1-圖2，空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，為可進(jìn)行飛機(jī)蒙皮與桁條鋁合 金結(jié)構(gòu)的攪拌摩擦焊連接的夾具結(jié)構(gòu)。在焊接過(guò)程中，將待焊鋁板11置于承力結(jié)構(gòu)8之上，再由定位機(jī)構(gòu)12進(jìn)行定位與 固定；通過(guò)4級(jí)YP系列變頻電機(jī)7驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)6，帶動(dòng)螺桿3進(jìn)行垂直方向的移 動(dòng)，使夾具的框架1繞轉(zhuǎn)軸10進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；結(jié)合攪拌摩擦焊設(shè)備本身床體的水平移動(dòng)，兩者按 不同的比值復(fù)合便可實(shí)現(xiàn)不同曲率空間曲面結(jié)構(gòu)的焊接。同時(shí)，為了滿足工件的平衡升降 每側(cè)各放置兩個(gè)機(jī)構(gòu)，即主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，二者通過(guò)同步帶5來(lái)保證同步運(yùn) 動(dòng)；為了讓夾具與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)隨時(shí)保持接觸，每側(cè)設(shè)置兩個(gè)彈簧2。參看圖3，承力機(jī)構(gòu)8由托板13與承力板14組成，通過(guò)在托板13上設(shè)置加強(qiáng)筋的 方法，在實(shí)現(xiàn)可承受焊接過(guò)程中較大垂向力的前提下，降低了結(jié)構(gòu)整體的重量。承力機(jī)構(gòu)8 固定在夾具框架1上后，即可進(jìn)一步裝載待焊鋁板11。托板13與承力板14的形狀可根據(jù) 實(shí)際待焊板的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)；承力板14的數(shù)量可根據(jù)待焊結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。參看圖4，定位機(jī)構(gòu)12由垂直壓緊器15、水平壓緊器16與卡板17組成。在焊接 過(guò)程中，待焊鋁板11由承力機(jī)構(gòu)8與定位機(jī)構(gòu)12—起實(shí)現(xiàn)多自由度的限制，起到定位夾緊 的作用。定位機(jī)構(gòu)的形狀根據(jù)實(shí)際待焊板的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)；卡板17的數(shù)量根據(jù)焊縫的數(shù)量 進(jìn)行設(shè)計(jì)。參看圖5、圖6，在焊接過(guò)程中，為了滿足工件的平衡升降每側(cè)各放置兩個(gè)機(jī)構(gòu)，即 主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，二者通過(guò)帶輪4和同步帶5來(lái)保證同步運(yùn)動(dòng)。在4級(jí)YP系 列變頻電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)待焊結(jié)構(gòu)垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，主要由夾具骨架結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其特征在于所述夾具骨架結(jié)構(gòu)的框架(1)兩端通過(guò)轉(zhuǎn)軸(10)支撐在支座(9)上；承力機(jī)構(gòu)(8)固定連接在框架(1)上，在所述承力機(jī)構(gòu)(8)上方設(shè)有定位機(jī)構(gòu)(12)；在框架(1)下的對(duì)角處設(shè)有平衡支撐彈簧(2)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均置于承力機(jī)構(gòu)(8)底部?jī)蓚?cè)，所述承力機(jī)構(gòu)(8)通過(guò)與主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的螺桿(3)上的滾輪(18)活動(dòng)支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，其特征在于所述承力 機(jī)構(gòu)⑶由托板(13)和承力板(14)組成，且在托板(13)上設(shè)有加強(qiáng)筋；所述托板(13)和 承力板(14)的形狀和曲度與待焊板相應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，其特征在于所述承力 板(14)的數(shù)量與待焊板的大小相應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，其特征在于所述定位 機(jī)構(gòu)(12)由卡板(17)與其上的垂直壓緊器(15)、水平壓緊器(16)組成；所述卡板(17)的 形狀和低端面曲度與待焊板相應(yīng)；卡板(17)的數(shù)量與待焊板的焊縫數(shù)量相應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，其特征在于所述傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)的主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由變頻電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)(6)構(gòu)成，并通過(guò)帶輪(4)和同 步帶(5)與從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，其特征在于在所述夾 具骨架結(jié)構(gòu)的框架(1)下的對(duì)角處設(shè)有彈簧(2)。
專(zhuān)利摘要空間曲面的攪拌摩擦焊專(zhuān)用夾具，為了解決現(xiàn)有通用的攪拌摩擦焊機(jī)不能對(duì)具有空間曲率特征的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它主要由夾具骨架結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述夾具骨架結(jié)構(gòu)的框架兩端通過(guò)轉(zhuǎn)軸支撐在支座上；承力機(jī)構(gòu)固定連接在框架上，在所述承力機(jī)構(gòu)上方設(shè)有定位機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均置于承力機(jī)構(gòu)底部?jī)蓚?cè)，所述承力機(jī)構(gòu)通過(guò)與主、從動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的螺桿上的滾輪活動(dòng)支撐。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低，有利于攪拌摩擦焊技術(shù)在航空、航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣與使用。
文檔編號(hào)B23K20/26GK201728472SQ201020248278
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者劉震磊, 姬書(shū)得, 岳玉梅, 張利國(guó), 梅麗, 陳小兵 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空航天大學(xué)