摩擦搅拌接合配件、摩擦搅拌接合头及摩擦搅拌接合装置的制作方法

本发明涉及摩擦搅拌接合配件、摩擦搅拌接合头及摩擦搅拌接合装置。

背景技术：

1、作为材料的接合方法而使用摩擦搅拌接合。

2、在摩擦搅拌接合中，为了得到充分的摩擦热，在接合工具的旋转中需要高转矩，以往使用专用的摩擦搅拌接合装置。另一方面，只要能得到高转矩，可以使用通用的机床作为摩擦搅拌接合装置(参照专利文献1)。

3、在上述的专利文献1中，将接合工具的旋转轴相对于接合的工件的表面垂直地配置。相对于此，通过使接合工具的旋转轴倾斜，采取其前端侧变位到移动方向的前侧那样的姿势，能够提高向工件的进入性及软化的材料的保持性。

4、这样的接合工具的旋转轴的倾斜姿势除了在包括接合工具的摩擦搅拌接合头或能够装接接合工具的摩擦搅拌接合配件上设置包括弯曲接头的倾斜机构来实现以外，还通过将机床的主轴调整为倾斜状态来实现。

5、包括上述的专利文献1，在以往的摩擦搅拌接合中，接合的工件彼此的接合线是直线，使旋转的接合工具沿着该接合线移动。相对于此，要求对于更复杂的形状、例如在途中弯曲的接合线或曲线状的接合线等，应用摩擦搅拌接合。为此，要求不仅是接合工具的移动方向、对于接合工具的倾斜方向也能够容易地进行变更。

6、对于这样的要求，本申请人开发了一种摩擦搅拌接合配件，具有装接在机床的主轴上的主体、被主体旋转自如地支承并且能够装接接合工具的加工轴和将加工轴旋转驱动的旋转驱动部，作为旋转驱动部而使用被来自主轴的中心穿通空气驱动的空气马达(日本特愿2020－075490号)。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2017－127881号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在使用通用的机床进行摩擦搅拌接合的情况下，将工件沿着机床的工作台表面平坦地保持。但是，通过接合时的发热而工件变形，有沿着接合线的一部分翘起的情况，如果相对于接合的另一方的工件发生阶差等，则有可能不能进行适当的接合。

3、对于工件的翘起，可以考虑追加从工件的表侧(与背抵部件相反的一侧)推压工件的推压部件，但在通用的机床中，难以进行这样的机构的追加。此外，在接合线不是直线而是多种多样的曲线的情况下等，更难以先行于接合工具用推压部件推压工件。

4、另一方面，在推压部件是在工件上滑动的部件的情况下，有可能发生摩擦阻力或向工件表面的擦伤等。进而，在工件沿着接合线具有凹凸的情况下，有可能推压部件与凹凸干涉而移动被妨碍。

5、因为这样的情况，要求开发构造简单、能够适应于多种多样的接合、并且能够防止工件的翘起的机构。

6、本发明的目的是提供一种构造简单、能够适应于多种多样的接合、并且能够防止工件的翘起的摩擦搅拌接合配件、摩擦搅拌接合头及摩擦搅拌接合装置。

7、用来解决课题的手段

8、本发明的摩擦搅拌接合配件的特征在于，具有：主体，装接在机床的主轴或主轴头上；加工轴，被上述主体旋转自如地支承，并且在前端上具有接合工具的装接部；以及一对推压部件，被上述主体支承，配置在上述装接部的两侧，上述推压部件由圆盘状的弹性材料形成，绕与上述加工轴的旋转轴斜着交叉的旋转轴旋转自如地被支承。

9、在这样的本发明中，通过将接合工具装接在装接部上并使加工轴旋转，能够进行对于工件的摩擦搅拌接合。此时，通过将一对推压部件推压在工件上，能够在接合工具的两侧防止工件的翘起。

10、由于推压部件被形成为圆盘状并且旋转自如地被支承，所以在接合工具相对于工件移动时，通过在工件上转动而能够跟随。由此，能够避免对于工件的摩擦，即使在工件上有凹凸也能够越过，能够总是在稳定的状态下将工件推压。

11、进而，由于推压部件由弹性材料形成，并且旋转轴相对于加工轴斜着、即相对于工件表面也斜着配置，所以通过预先在向工件推压时通过推压力使其弹性变形，能够对于工件总是产生稳定的推压力。

12、在本发明的摩擦搅拌接合配件中，优选的是，上述主体被装接在上述主轴上；在上述主体上设置有将上述加工轴旋转驱动的旋转驱动部。

13、在这样的本发明中，由于主体被装接在主轴上，所以通过在机床中对主轴的旋转角度位置进行控制，能够自由地变更主体或接合工具的倾斜的朝向。

14、由此，通过使接合工具的旋转轴倾斜，设为其前端侧变位到移动方向的前侧那样的姿势，能够提高向工件的进入性及软化的材料的保持性。

15、另外，也可以将主体装接在主轴头上，将加工轴与主轴连接。如果是多轴控制的机床，则通过主轴头的朝向的控制能够将主体的朝向变更。

16、在本发明的摩擦搅拌接合配件中，优选的是，上述旋转驱动部是通过经由上述主轴的轴心被供给的空气旋转的空气马达。

17、在这样的本发明中，通过使用来自主轴的空气，不需要外部动力的供给等而能够容易地确保动力源。

18、另外，作为本发明的旋转驱动部，也可以设为从主轴头经由线缆被供电的电动马达。

19、在本发明的摩擦搅拌接合配件中，优选的是，上述推压部件的沿着旋转轴的截面形状中的外周部的轮廓是圆弧状。

20、在这样的本发明中，在将推压部件相对于工件斜着推压时，即使通过推压力而推压部件弹性变形，圆弧形状的任意的一部分也总是以同样的状态与工件接触。

21、本发明的摩擦搅拌接合头的特征在于，具有：上述的本发明的摩擦搅拌接合配件；以及上述接合工具，被装接在上述摩擦搅拌接合配件上。

22、在这样的本发明中，能够得到与上述的本发明的摩擦搅拌接合配件同样的效果。

23、本发明的摩擦搅拌接合装置的特征在于，具有：上述的本发明的摩擦搅拌接合配件；上述接合工具，被装接在上述摩擦搅拌接合配件上；以及机床，装接有上述摩擦搅拌接合配件。

24、在这样的本发明中，能够得到与上述的本发明的摩擦搅拌接合配件同样的效果。

25、根据本发明，能够提供构造简单、能够适应于多种多样的接合、并且能够防止工件的翘起的摩擦搅拌接合配件、摩擦搅拌接合头及摩擦搅拌接合装置。

技术特征：

1.一种摩擦搅拌接合配件，其特征在于，

2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合配件，其特征在于，

3.如权利要求2所述的摩擦搅拌接合配件，其特征在于，

4.如权利要求1～3中任一项所述的摩擦搅拌接合配件，其特征在于，

5.一种摩擦搅拌接合头，其特征在于，

6.一种摩擦搅拌接合装置，其特征在于，

技术总结
摩擦搅拌接合配件(10)具有：主体(11)，装接在机床(2)的主轴(4)上；加工轴(13)，被主体(11)旋转自如地支承，并且在前端上具有接合工具(20)的装接部(131)；以及一对推压部件(16)，被主体(11)支承而配置在装接部(131)的两侧，推压部件(16)由圆盘状的弹性材料形成，绕与加工轴(13)的旋转轴R斜着交叉的旋转轴(A)旋转自如地被支承。

技术研发人员：加藤孝一,松崎敬彦,青木稔尚
受保护的技术使用者：芝浦机械株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15