一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头的制作方法
【专利摘要】一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其组成：夹持体（1）、轴肩套筒（2）、搅拌针（3）和除飞边板（4）；其中：夹持体（1）为轴类零件，夹持体（1）具体由上侧圆柱体（1-1）、挡肩圆柱体（1-2）和下侧圆柱体（1-3）三部分构成；下侧圆柱体（1-3）为带外螺纹的圆柱体，挡肩圆柱体（1-2）的外径大于另两部分，下侧圆柱体（1-3）布置在轴肩套筒（2）内腔中且二者同轴布置。本实用新型材料选用灵活性大，可以在焊接过程中就清除飞边缺陷，去除了焊接后焊缝机械打磨，省时省力，利于现代化生产。
【专利说明】一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头
[0001]本实用新型涉及摩擦焊搅拌头的结构设计和应用【技术领域】，特别提供了一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头。
【背景技术】
[0002]现有技术中，搅拌摩擦焊技术是一种固相连接新技术，被称为继激光焊以来的一场焊接革命，与传统融化焊接相比，搅拌摩擦焊接具有接头缺陷少、质量高、变形小，以及焊接过程绿色、无污染等显著优点。
[0003]搅拌头是搅拌摩擦焊设备最重要的组成部分之一，是搅拌摩擦焊技术的核心，其结构设计的合理性与否直接确定搅拌摩擦焊接头的质量高低。目前的搅拌摩擦焊搅拌头多为一体式结构，在搅拌针或轴肩磨损后需要对整个搅拌头进行更换，材料浪费严重；焊缝飞边是搅拌摩擦焊接的常见缺陷，目前去除飞边通常是焊后机械打磨，费时费力，不利于现代
化生产。
[0004]人们期望获得一种技术效果更好的，焊接过程中搅拌头需要经常更换且需除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅祥头。
[0006]为了避免现有技术的不足，本实用新型提供一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，该组合式搅拌头不仅可以减少搅拌头材料浪费，还可以在焊接过程中去除焊缝飞边缺陷，同时通过选用不同材料的轴肩套筒和搅拌针，可以组合成直径不同轴肩和高度不同搅拌针。
[0007]本实用新型一种可去飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于:其由下述零件组成:夹持体1、轴肩套筒2、搅拌针3和除飞边板4 ;其中:夹持体I为轴类零件，夹持体I具体由上侧圆柱体1-1、挡肩圆柱体1-2和下侧圆柱体1-3三部分构成；下侧圆柱体1-3为带外螺纹的圆柱体，挡肩圆柱体1-2的外径大于另两部分，下侧圆柱体1-3布置在轴肩套筒2内腔中且二者同轴布置；
[0008]轴肩套筒2构成如下:套筒螺纹孔2-1、套筒主体2-2、前挡肩2_3、后挡肩2_4、前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6、夹持部分2-7、圆锥孔2-8和轴肩2_9 ;其中:
[0009]套筒螺纹孔2-1和圆锥孔2-8顺序依次布置且共同构成内腔，套筒螺纹孔2-1外部布置有套筒主体2-2，套筒主体2-2下部同时连接布置着前挡肩2-3和后挡肩2-4，前挡肩2-3和后挡肩2-4的远离套筒主体2-2的一端还同时与夹持部分2-7连接；轴肩2_9内腔连通圆锥孔2-8远离套筒螺纹孔2-1的一侧，且轴肩2-9为内凹的锥台形式；前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6分别布置在前挡肩2-3和后挡肩2-4下方的夹持部分2_7上且二者共轴，轴线与套筒主体2-2轴线垂直；
[0010]搅拌针3由搅拌针夹持部3-1和圆锥部分3-2构成；两部分为共轴且固定为一体的整体结构，其中:圆锥部分3-2为锥台结构；圆锥部分3-2配合安装在圆锥孔2-8内且圆锥部分3-2的锥台尖端露出到轴肩2-9远离套筒主体2-2 —侧的外部；
[0011]除飞边板4构成如下:横螺纹孔4-1和除飞边板主体4-2 ;除飞边板主体4-2具体为横截面为“L”型的板状结构，横螺纹孔4-1 ；
[0012]除飞边板4成对布置在轴肩套筒2的下部外侧，两个横螺纹孔4-1分别对应轴肩套筒2下部的前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6同轴布置；且二者借助于螺纹连接件连接为一体；
[0013]夹持体I和轴肩套筒2通过相互配合的内外螺纹连接；内六角头螺钉通过拧入横螺纹孔4-1、前横螺纹孔2-5和后横螺纹孔2-6把搅拌针3和除飞边板4固定在轴肩套筒2上，同时下侧圆柱体1-3顶住搅拌针加持部分3-1以防止工作时搅拌针3上下窜动。
[0014]所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩和搅拌针采用组合式，材料采用工具钢、硬质合金钢或者高温合金；根据实际情况，轴肩和搅拌针可采用不同种材料配合使用，以达到最优效果O
[0015]所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩套筒2上的前挡肩2-3、后挡肩2-4、前横螺纹孔2-5和后横螺纹孔2-6，轴肩套筒2和搅拌针3上铣有前后两个圆心角为60°的夹持平面，夹持体上侧圆柱体1-1设置有一个圆心角为60°的夹持平面(参见附图3);轴肩2-9采用内凹形式，与搅拌针圆锥部分3-2配合连接。
[0016]所述可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头中，前后两个除飞边板4通过螺纹连接固定在轴肩套筒2上时，其最低点比轴肩2-9最低点高5mm ;以防止除飞边板刮伤被焊接母材，材料采用工具钢、硬质合金钢或高温合金。
[0017]本实用新型的有益效果是:搅拌头采用组合式，在轴肩2-9或者搅拌针3磨损后只需单独的更换轴肩2-9或者搅拌针3，而无需更换搅拌针3或者轴肩2-9，避免了一体式搅拌头材料浪费严重的缺陷。轴肩2-9和搅拌针3可根据被焊材料选择合适的材料，轴肩2-9和搅拌针3也可根据情况采用异种材料，灵活性大。同时去飞边板4的存在可以在焊接工程中就清除飞边缺陷，去除了焊接后焊缝机械打磨，省时省力，利于现代化生产。
[0018]【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明:
[0020]图1是本实用新型夹持体、轴肩套筒、搅拌针和除飞边装置装配图；
[0021]图2是本实用新型夹持体设计结构示意图；
[0022]图3是本实用新型夹持体俯视图；
[0023]图4是本实用新型轴肩套筒设计结构示意图；
[0024]图5是本实用新型轴肩套筒左视图；
[0025]图6是本实用新型搅拌针设计结构示意图；
[0026]图7是本实用新型除飞边板设计结构示意图；
[0027]图8是本实用新型除飞边板左视图。
【具体实施方式】
[0028]关于附图内容的解释:
[0029]在图1中，组合式搅拌摩擦焊搅拌头包括夹持体1、轴肩套筒2、搅拌针3和除飞边板4。夹持体I与轴肩套筒2通过相互配合的内外螺纹连接，轴肩套筒圆锥孔2-8与搅拌针圆锥部分3锥度相同，从而保证搅拌针3与轴肩套筒2配合连接，然后内六角头螺钉通过拧入轴肩套筒前横螺纹孔2-5和后横螺纹孔2-6并顶住搅拌针夹持部分3-1保证搅拌针3和轴肩套筒2不发生相对转动，夹持体下侧圆柱体1-3通过顶住搅拌针夹持部分3-1来保证搅拌针3和轴肩套筒2不发生轴向移动。除飞边板4通过螺纹配合固定在轴肩套筒2上。根据被焊接材料不同，轴肩套筒2、搅拌针3和除飞边板4材料可以选用工具钢、硬质合金钢或高温合金钢，且轴肩套筒2和搅拌针3可以采用异种材料。
[0030]在图2中，夹持体I包括上侧圆柱体1-1、挡肩圆柱体1-2和下侧圆柱体1-3，上侧圆柱体1-1上铣有一个圆心角为60的夹持平面，用于跟搅拌摩擦焊主轴连接。上侧圆柱体
1-1的下端为挡肩圆柱体1-2，挡肩圆柱体1-2的下端为下侧圆柱体1-3，下侧圆柱体1-3带外螺纹，可以通过螺纹配合插入到轴肩套筒2中，同时下侧圆柱体1-3可以顶住搅拌针3，防止搅拌针3轴向移动。
[0031]在图3、4中，轴肩套筒2包括套筒螺纹孔2-1、套筒主体2-2、前挡肩2_3、后挡肩
2-4、前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6、夹持部分2-7、套筒圆锥孔2_8和轴肩2_9。夹持部分2-7有前后两个，夹持平面所对圆心角均为60°，去飞边板4可以通过螺纹连接以及前后挡肩2-7接触配合连接在轴肩套筒2上。
[0032]在图5中，搅拌针3包括夹持部分3-1和圆锥部分3-2，夹持部分3_1上铣有两个所对圆心角均为60°的夹持平面，内六角螺钉通过拧入除飞边板螺纹孔和轴肩套筒螺纹孔顶住搅拌针夹持部分3-1，防止搅拌针3和轴肩套筒2相对转动，搅拌针圆锥部分3-2锥度与轴肩套筒圆锥孔2-8锥度相同，可以配合连接，同时通过夹持体下侧圆柱体1-3顶住搅拌针夹持部分3-1，防止其轴向移动。
[0033]在图6、7中，除飞边板4包括板螺纹孔4-1和除飞边板主体4_2，内六角螺钉通过拧入除飞边板螺纹孔4-1和轴肩套筒螺纹孔2-8将除飞边板4固定在轴肩套筒2上，除飞边板4固定以后最低点要比轴肩2-9最低点高5_，避免除飞边板4刮伤被焊件。
[0034]实施例1
[0035]一种可去飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其由下述零件组成:夹持体1、轴肩套筒2、搅拌针3和除飞边板4 ;其中:夹持体I为轴类零件,夹持体I具体由上侧圆柱体1-1、挡肩圆柱体1-2和下侧圆柱体1-3三部分构成；下侧圆柱体1-3为带外螺纹的圆柱体，挡肩圆柱体1-2的外径大于另两部分，下侧圆柱体1-3布置在轴肩套筒2内腔中且二者同轴布置；
[0036]轴肩套筒2构成如下:套筒螺纹孔2-1、套筒主体2-2、前挡肩2_3、后挡肩2_4、前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6、夹持部分2-7、圆锥孔2-8和轴肩2_9 ;其中:
[0037]套筒螺纹孔2-1和圆锥孔2-8顺序依次布置且共同构成内腔，套筒螺纹孔2-1外部布置有套筒主体2-2，套筒主体2-2下部同时连接布置着前挡肩2-3和后挡肩2-4，前挡肩2-3和后挡肩2-4的远离套筒主体2-2的一端还同时与夹持部分2-7连接；轴肩2_9内腔连通圆锥孔2-8远离套筒螺纹孔2-1的一侧，且轴肩2-9为内凹的锥台形式；前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6分别布置在前挡肩2-3和后挡肩2-4下方的夹持部分2_7上且二者共轴，轴线与套筒主体2-2轴线垂直；
[0038]搅拌针3由搅拌针夹持部3-1和圆锥部分3-2构成；两部分为共轴且固定为一体的整体结构，其中:圆锥部分3-2为锥台结构；圆锥部分3-2配合安装在圆锥孔2-8内且圆锥部分3-2的锥台尖端露出到轴肩2-9远离套筒主体2-2 —侧的外部；
[0039]除飞边板4构成如下:横螺纹孔4-1和除飞边板主体4-2 ;除飞边板主体4_2具体为横截面为“L”型的板状结构，横螺纹孔4-1 ；
[0040]除飞边板4成对布置在轴肩套筒2的下部外侧，两个横螺纹孔4-1分别对应轴肩套筒2下部的前横螺纹孔2-5、后横螺纹孔2-6同轴布置；且二者借助于螺纹连接件连接为一体；
[0041]夹持体I和轴肩套筒2通过相互配合的内外螺纹连接；内六角头螺钉通过拧入横螺纹孔4-1、前横螺纹孔2-5和后横螺纹孔2-6把搅拌针3和除飞边板4固定在轴肩套筒2上，同时下侧圆柱体1-3顶住搅拌针加持部分3-1以防止搅拌针3上下窜动。
[0042]所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩和搅拌针采用组合式，材料采用工具钢、硬质合金钢或者高温合金；根据实际情况，轴肩和搅拌针可采用不同种材料配合使用，以达到最优效果O
[0043]所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩套筒2上的前挡肩2-3、后挡肩2-4、前横螺纹孔2-5和后横螺纹孔2-6，轴肩套筒2和搅拌针3上铣有前后两个圆心角为60°的夹持平面，夹持体上侧圆柱体1-1设置有一个圆心角为60°的夹持平面(参见附图3);轴肩2-9采用内凹形式，与搅拌针圆锥部分3-2配合连接。
[0044]所述可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头中，前后两个除飞边板4通过螺纹连接固定在轴肩套筒2上时，其最低点比轴肩2-9最低点高5mm ;以防止除飞边板刮伤被焊接母材，材料采用工具钢、硬质合金钢或高温合金。
[0045]本实施例的有益效果是:搅拌头采用组合式，在轴肩2-9或者搅拌针3磨损后只需单独的更换轴肩2-9或者搅拌针3，而无需更换搅拌针3或者轴肩2-9，避免了一体式搅拌头材料浪费严重的缺陷。轴肩2-9和搅拌针3可根据被焊材料选择合适的材料，轴肩2-9和搅拌针3也可根据情况采用异种材料，灵活性大。同时去飞边板4的存在可以在焊接工程中就清除飞边缺陷，去除了焊接后焊缝机械打磨，省时省力，利于现代化生产。
【权利要求】
1.一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于:其由下述零件组成:夹持体(I)、轴肩套筒(2)、搅拌针(3)和除飞边板(4);其中:夹持体(I)为轴类零件,夹持体(I)具体由上侧圆柱体(1-1)、挡肩圆柱体(1-2)和下侧圆柱体(1-3)三部分构成；下侧圆柱体(1-3)为带外螺纹的圆柱体，挡肩圆柱体(1-2)的外径大于另两部分，下侧圆柱体(1-3)布置在轴肩套筒(2)内腔中且二者同轴布置； 轴肩套筒(2)构成如下:套筒螺纹孔(2-1)、套筒主体(2-2)、前挡肩(2-3)、后挡肩(2-4)、前横螺纹孔(2-5)、后横螺纹孔(2-6)、夹持部分(2-7)、圆锥孔(2-8)和轴肩(2-9)；其中: 套筒螺纹孔(2-1)和圆锥孔(2-8)顺序依次布置且共同构成内腔，套筒螺纹孔(2-1)外部布置有套筒主体(2-2)，套筒主体(2-2)下部同时连接布置着前挡肩(2-3)和后挡肩(2-4)，前挡肩(2-3)和后挡肩(2-4)的远离套筒主体(2-2)的一端还同时与夹持部分(2-7)连接；轴肩(2-9)内腔连通圆锥孔(2-8)远离套筒螺纹孔(2-1)的一侧，且轴肩(2-9)为内凹的锥台形式；前横螺纹孔(2-5)、后横螺纹孔(2-6)分别布置在前挡肩(2-3)和后挡肩(2-4)下方的夹持部分(2-7)上且二者共轴，轴线与套筒主体(2-2)轴线垂直； 搅拌针(3)由搅拌针夹持部(3-1)和圆锥部分(3-2)构成；两部分为共轴且固定为一体的整体结构，其中:圆锥部分(3-2)为锥台结构；圆锥部分(3-2)配合安装在圆锥孔(2-8)内且圆锥部分(3-2)的锥台尖端露出到轴肩(2-9)远离套筒主体(2-2)—侧的外部； 除飞边板(4)构成如下:横螺纹孔(4-1)和除飞边板主体(4-2);除飞边板主体(4-2)具体为横截面为“L”型的板状结构； 除飞边板(4)成对布置在轴肩套筒(2)的下部外侧，两个横螺纹孔(4-1)分别对应轴肩套筒(2)下部的前横螺纹孔(2-5)、后横螺纹孔(2-6)同轴布置；且轴肩套筒(2)和除飞边板(4)借助于螺纹连接件连接为一体； 夹持体(I)和轴肩套筒(2)通过相互配合的内外螺纹连接；内六角头螺钉通过拧入横螺纹孔(4-1)、前横螺纹孔(2-5)和后横螺纹孔(2-6)把搅拌针(3)和除飞边板(4)固定在轴肩套筒(2 )上，同时下侧圆柱体(1-3 )顶住搅拌针夹持部(3-1)以防止工作时搅拌针(3 )上下窜动。
2.根据权利要求1所述的一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于:所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩套筒(2)上的前挡肩(2-3)、后挡肩(2-4)、前横螺纹孔(2-5)和后横螺纹孔(2-6)，轴肩套筒(2)和搅拌针(3)上铣有前后两个圆心角为60°的夹持平面，夹持体上侧圆柱体(1-1)设置有一个圆心角为60°的夹持平面；轴肩(2-9)采用内凹形式，与搅拌针圆锥部分(3-2)配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种可除飞边的组合式搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于:前后两个除飞边板(4)通过螺纹连接固定在轴肩套筒(2)上时，其最低点比轴肩(2-9)最低点高 Smnin
【文档编号】B23K20/12GK203592229SQ201320554876
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】郭利鹏, 任俊刚, 谢里阳, 吕骁 申请人:东北大学