一种搅拌摩擦焊焊具及装置的制作方法

本实用新型涉及静止轴肩搅拌摩擦焊技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊焊具及装置。

背景技术：

静止轴肩搅拌摩擦焊是在传统搅拌摩擦焊技术上发展而来的新技术，不同于传统焊具中轴肩和搅拌针一体式和同步旋转设计，静止轴肩搅拌摩擦焊焊具轴肩和搅拌针是分开的，且焊接过程中，搅拌针旋转，而轴肩是不旋转的。正因为轴肩不旋转而搅拌针旋转，这两个零件存在相对运动，因此在焊接过程中存在摩擦。轴肩和搅拌针的摩擦，会导致焊具使用寿命短，且需要主轴输出更大的扭矩克服摩擦。

中国专利cn206382700u和cn205798685u通过在搅拌针与轴肩之间添加轴承的方式提高搅拌针和静止轴肩的同心度。由于轴承的存在会导致静止轴肩焊具结构尺寸较大，且轴承与搅拌针和袖套需要紧密配合，这样会导致焊具拆卸困难。

另外，中国专利cn110216365a和cn109530908a通过在搅拌针和轴肩接触面之间添加涂层等耐磨、润滑材料来降低搅拌针和静止轴肩之间的磨损，延长焊具使用寿命。但涂层结构在高温和压力的作用下很容易剥落，使其实际使用寿命并未得到有效延长。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中搅拌针和静止轴肩之间存在的摩擦，会导致焊具使用寿命短的缺陷，从而提供一种搅拌摩擦焊焊具及装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种搅拌摩擦焊焊具，其包括，静止轴肩，其内具有容置空腔，所述静止轴肩的侧壁上具有若干通孔；

搅拌针，其穿设于所述容置空腔内；

滚动件，其嵌入所述通孔中，并与所述搅拌针滚动接触。

上述搅拌摩擦焊焊具中，所述通孔环绕所述静止轴肩的侧壁设置。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述通孔包括若干第一通孔和若干第二通孔；所述第一通孔和第二通孔分别位于静止轴肩轴向上的不同位置处，且分别环绕所述静止轴肩的侧壁设置，以此，通孔在静止轴肩上形成两个环状结构。

作为优选，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述滚动件为万向球轴承。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述通孔为螺纹孔，所述万向球轴承螺纹固定于所述通孔内。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述万向球轴承包括，轴承本体，其外具有螺纹结构；球头，其嵌入所述轴承本体内。另外，所述球头和轴承本体之间可设有若干个滚珠。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述搅拌针上设有环形槽；所述万向球轴承的球头抵接至所述环形槽。

另外，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩上还设有若干排屑孔。

本实用新型还提供一种搅拌摩擦焊装置，其包括上述的搅拌摩擦焊焊具，还包括，驱动电机和主轴，所述搅拌摩擦焊焊具安装于所述主轴上。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1、本实用新型提供的搅拌摩擦焊焊具，其在静止轴肩的侧壁上设有若干通孔，并在通孔内嵌入可与搅拌针滚动接触的滚动件，其能够减少搅拌针和静止轴肩之间的接触摩擦，提高焊具寿命；并且因为滚动件是嵌入在通孔内的，因此相对于现有的轴承结构，其尺寸较小，使焊具的适用范围更广。

2、本实用新型提供的搅拌摩擦焊焊具，其通孔为螺纹孔，万向球轴承螺纹固定于通孔内，且万向球轴承包括球头，调节万向球轴承的球头与搅拌针外侧表面接触，并施加一定的预紧力，调节搅拌针和静止轴肩的同心度，并且在拆卸焊具时，先拆卸万向球轴承，然后就可以分离搅拌针和静止轴肩，简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的搅拌摩擦焊焊具结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的万向球轴承结构示意图；

图3为本实用新型实施例2提供的搅拌针结构示意图；

图4为本实用新型实施例2提供的搅拌摩擦焊焊具结构示意图。

附图标记说明：

1-搅拌针；2-静止轴肩；3-万向球轴承；11-针头；12-辅助轴肩；13-环形槽；21-通孔；31-轴承本体；32-球头；33-滚珠。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种搅拌摩擦焊焊具，其包括，静止轴肩2，其内具有容置空腔，所述静止轴肩2的侧壁上具有若干通孔21，所述通孔优选为螺纹孔；所述通孔21包括若干第一通孔和若干第二通孔；所述第一通孔和第二通孔分别位于静止轴肩轴向上的不同位置处，且分别环绕所述静止轴肩2的侧壁设置，以此，如图1所示，通孔21在静止轴肩2上形成上下两个围成环状结构的通孔；还包括搅拌针1，其穿设于所述容置空腔内；以及作为滚动件的万向球轴承3，其嵌入所述通孔中，并与所述搅拌针1滚动接触，其能够减少搅拌针和静止轴肩之间的接触摩擦，提高焊具寿命；并且因为滚动件是嵌入在通孔内的，因此相对于现有的轴承结构，其尺寸较小，使焊具的适用范围更广。其中，如图2所示，万向球轴承3包括轴承本体31，其外具有与螺纹孔相配合的螺纹结构；球头32，其嵌入所述轴承本体31内，并相相对于轴承本体31滚动；调节万向球轴承的球头与搅拌针外侧表面接触，并施加一定的预紧力，调节搅拌针和静止轴肩的同心度，并且在拆卸焊具时，先从通孔21外拆卸万向球轴承3，然后就可以分离搅拌针1和静止轴肩2，相比于传统的轴承结构，采用万向球轴承的焊具体积小，便于拆卸。另外，所述球头32和轴承本体31之间可设有若干个滚珠33，以降低球头31与轴承本体31间的摩擦力。

上述搅拌摩擦焊焊具在进行装配时，搅拌针1先同心安装于静止轴肩2内部的容置空腔内，并调节搅拌针1和静止轴肩2在轴向上的相对位置。搅拌针1与静止轴肩2为间隙配合；然后调节万向球轴承3的球头32与搅拌针1外侧表面接触，并施加一定的预紧力，调节搅拌针1和静止轴肩2的同心度，以完成装配。通过万向球轴承3调节搅拌针1与静止轴肩2在径向上的相对位置，保证焊接过程中搅拌针1和静止轴肩2的同轴度，减少搅拌针1和静止轴肩2之间的摩擦。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，可以根据搅拌头长度或者同轴度要求，所述通孔21可以仅包含围绕所述静止轴肩2一圈设置的若干个；或者可以包含在静止轴肩2上形成上下多个个围成环状结构的通孔。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，滚动件还可以选择为其他可嵌入至通孔内的结构，例如可以选择为单个的滚柱结构，其嵌入至通孔内，滚柱的表面可与搅拌针滚动接触，并施加一定的预紧力，调节搅拌针和静止轴肩的同心度，减少搅拌针和静止轴肩之间的接触摩擦，提高焊具寿命。另外，滚动件在卡槽内的嵌入方式还可以选择卡槽台阶等固定方式嵌入。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，所述静止轴肩2上还可以设有若干排屑孔，用于排出进入搅拌针与静止轴肩缝隙内的废屑。

实施例2

如图3-4所示，本实施例提供一种搅拌摩擦焊焊具，与实施例1提供的焊具不同之处在于，搅拌针上还设有环形槽13，该环形槽13在搅拌针1上平行设置为两个，分别与围成环状结构的第一通孔和第二通孔相对应，并且该环形槽的直径与万向球轴承3的球头32一致。此时，作为滚动件的万向球轴承3的球头32顶进环形槽，可保证搅拌针与静轴肩的径向位置不变。

可选择地，上述搅拌摩擦焊焊具中，根据搅拌头长度或者同轴度要求，环形槽还可以设置成单个或多个，以与通孔相配合。

或者，可选择地，环形槽13的直径可以与作为滚动件的其他结构相一致，例如可以与单个滚柱的长度一致，以保证搅拌针与静轴肩的径向位置不变。

实施例3

本实施例提供一种搅拌摩擦焊装置，其包括实施例1或实施例2中的搅拌摩擦焊焊具；以及，驱动电机和主轴，所述搅拌摩擦焊焊具安装在主轴上。本实施例提供的搅拌摩擦焊装置，其具有焊接过程中同轴度高，焊具不易损坏，且适用范围广等优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。