一种生产微型钻头棒料的摩擦焊机及其焊接工艺的制作方法

本发明焊接领域，更具体地说，是涉及一种生产微型钻头棒料的摩擦焊机及其焊接工艺。

背景技术：

近年来，随着电子行业的发展，印刷电路板有继续朝着轻薄短小发展的趋势。微孔加工量日益增多，PCB板上的导通孔径越来越小。随着PCB钻头直径的变小，微钻头实际作用于钻孔加工的刀刃占PCB微钻头的重量比例越来越低，随着国际钨钢原料的大幅涨价，不少PCB微钻头制造企业逐步采用不锈钢与钨钢衔接式复合棒材替代整体钨钢棒料。

目前采用主要的焊接方式有两种，一种为采用高频电流感应钎焊焊接工艺对钨钢和不锈钢棒料进行对接焊（参见《DOE在高频电流感应钎焊焊接工艺参数优化中的应用》）；众所周知，在用于粉末冶金的钨钢与不锈钢采用钎焊焊接时，钎焊缝处的强度并不高，采用此种焊接方式焊接的刀具，在使用过程中一直存在钻头刀刃从焊缝处脱落风险较高的问题。

另外一种采用插入式焊接，例如中国台湾省的张文锦申请的授权公告号为CN201164910Y的专利，其采用的技术方案为：刀柄一端轴向延伸一深度的孔；硬焊填料置于该刀柄的孔中；一刀刃，其两端分别具有一长度的刃部与一长度的配合部，该配合部与所述孔彼此具有紧配合的尺寸，该配合部组合于该孔内后，所述硬 焊填料受硬焊技术处理而将该配合部与孔结合。采用此种方式焊接，虽然可以避免脱落的风险，但是插入式焊接方式后，不能对刀柄进行加工，导致微型钻头外观不佳；此外，采用插入式方式焊接，需在不锈钢棒料上预先钻孔，工艺较为复杂，生产成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种不锈钢-钨钢摩擦焊机，以及提供一种锈钢-钨钢摩擦焊接工艺，该工艺可以将不锈钢-钨钢以对接方式焊接在一起，不需要助焊材料和助焊剂。既可以提高焊接强度，又可以降低微型钻头的生产成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种生产微型钻头棒料的摩擦焊机，其包括机台座、主轴箱、进给箱以及机械手；其中机台座上设置有用于精确控制进给箱进给的滚珠丝杆12、为进给箱提供支撑和导向的第一导轨和第二导轨、以及为了防止进给箱超出轨道行程而脱离轨道的挡板10；主轴箱包括变速器和第一飞轮、以及设置在第一飞轮上用于卡住不锈钢棒料的第一卡爪组件；进给箱包括操作手轮、第二飞轮、以及设置在第二飞轮上用于卡住钨钢棒料的第二卡爪组件，进给箱底部设置有与第一导轨和第二导轨分别相互配合的第一凹槽和第二凹槽；所述的第一飞轮与所述的第二飞轮共轴。

进一步的设置为，所述的第一导轨设置为V型槽，该V型槽顶角的为45°。

进一步的设置为，所述的第二导轨设置成：在导轨上表面沿长度方向设置有40MM×40MM的倒角，且在沿导轨长度方向两侧壁上设置均设置有长方形的导轨槽，导轨槽的长度方向与导轨长度方向相同且与导轨上表面平行；导轨槽顶端距导轨上表面80MM，导轨槽的宽度为40MM，深度为20MM。

进一步的设置为，所述的第一飞轮上的第一卡爪组件包括三个对称设置的第一卡爪，所述第一卡爪均由液压缸驱动。

进一步的设置为，所述的第二飞轮上的第二卡爪组件包括三个对称设置的第二卡爪；所述第二卡爪均由液压缸驱动。

进一步的设置为，所述的挡板与机台座可拆卸连接，通过螺栓固定在机台座上。

此外，为了解决现有技术中存在的问题，本发明还提供了如下技术方案：一种生产微型钻头棒料的焊接工艺：第一步、在第一飞轮上装入不锈钢棒料，并通过液压缸驱动第一卡爪组件将不锈钢棒料卡紧固定；在第二飞轮上装入钨钢棒料，并通过液压缸驱动第二卡爪组件将钨钢棒料卡紧固定；第二步、启动电源，驱动第一飞轮旋转，并驱动进给箱快速进给使得钨钢棒料待焊接面距不锈钢棒料待焊接面2MM处；第三步、进给箱缓慢进给，直至不锈钢棒料与钨钢棒料完全接触后，进给箱保持静止一段时间；第四步、进给箱再进给0.05MM，进给到位后立即将第二卡爪组件松开，从而使得钨钢棒料随不锈钢棒料一起旋转；第五步、对第一飞轮进行制动，并同时将进给箱退回到初始位置，待第一飞轮静止后通过机械手进行卸料。

进一步的设置为，所述的第一飞轮的转速为≥1500r/min，优先为2500 r/min。

进一步的设置为，所述的第三步中进给箱保持静止时间为5-8秒，优先为6秒。

本发明具有下述优点：通过设置摩擦焊机，方便快捷的实现对不锈钢棒料和钨钢棒料的焊接；由于工件在焊接期间飞轮受径向力较大，通过特别设置的轨道，避免进给箱上第二飞轮的跳动，从而保证钨钢棒料与不锈钢棒料的同轴度；通过专门的焊接工艺，提高了不锈钢棒料和钨钢棒料的焊接质量，且降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明焊接前的示意图。

图2为本发明焊接后的示意图。

图3为本发明第二导轨的放大示意图。

图中：1、主轴箱；2、第一卡爪组件；3、不锈钢棒料；4、机械手；5、钨钢棒料；6、第二卡爪组件；7、第二飞轮；8、第一导轨；9、第二导轨；10、挡板；11、操作手轮；12、滚珠丝杠；13、机台座；14、第一飞轮；15、第二导轨上表面；16、第二导轨侧壁；17、导轨槽；18、倒角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例为实施本发明的较佳实施方式，所述描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图3所示，对实施例作进一步说明。

本发明公开了一种生产微型钻头棒料的摩擦焊机，其包括机台座13、主轴箱1、进给箱以及机械手4；其中机台座13上设置有滚珠丝杆12、第一导轨8和第二导轨9、挡板10；主轴箱1包括变速器和第一飞轮14、以及设置在第一飞轮14上的第一卡爪组件2；进给箱包括操作手轮11、第二飞轮7、以及设置在第二飞轮7上用于卡住钨钢棒料5的第二卡爪组件6，进给箱底部设置有与第一导轨8和第二导轨9分别相互配合的第一凹槽和第二凹槽；所述的第一飞轮14与所述的第二飞轮7共轴。

进一步的设置为，所述的第二导轨9设置成：在导轨上表面沿长度方向设置有40MM×40MM的倒角，且在沿导轨长度方向两侧壁上设置均设置有长方形的导轨槽，导轨槽的长度方向与导轨长度方向相同且与导轨上表面平行；导轨槽顶端距导轨上表面80MM，导轨槽的宽度为40MM，深度为20MM。

进一步的设置为，所述的第一飞轮14上的第一卡爪组件2包括三个对称设置的第一卡爪，所述第一卡爪均由液压缸驱动。

进一步的设置为，所述的第二飞轮7上的第二卡爪组件6包括三个对称设置的第二卡爪；所述第二卡爪均由液压缸驱动。

进一步的设置为，所述的挡板10与机台座13可拆卸连接，通过螺栓固定在机台座13上。

本发明还提供了如下技术方案：一种生产微型钻头棒料的焊接工艺：第一步、在第一飞轮14上装入不锈钢棒料3，并通过液压缸驱动第一卡爪组件2将不锈钢棒料3卡紧固定；在第二飞轮7上装入钨钢棒料5，并通过液压缸驱动第二卡爪组件6将钨钢棒料5卡紧固定；第二步、启动电源，驱动第一飞轮14旋转，并驱动进给箱快速进给，使得钨钢棒料5待焊接面距不锈钢棒料3待焊接面2MM；第三步、进给箱缓慢进给，直至不锈钢棒料3与钨钢棒料5完全接触后，进给箱保持静止一段时间；第四步、进给箱再进给0.05MM，进给到位后立即将第二卡爪组件6松开，从而使得钨钢棒料5随同不锈钢棒料3一起旋转；第五步、对第一飞轮14进行制动，并同时将进给箱退回到初始位置，待第一飞轮14静止后通过机械手4进行卸料。

进一步的设置为，所述的第一飞轮的转速为≥1500r/min，优先为2500 r/min。

进一步的设置为，所述的第三步中进给箱保持静止时间为5-8秒，优先为6秒。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。