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专利号: 2017112788508
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:包括支撑架(1)、焊接平台(2)、调速送丝系统(3)、角度调整系统(4)、定位轮组系统(5)和施焊系统(6);

所述支撑架(1)包括基座(13),基座的左、右端竖直设有相对布置的两个立柱(11),基座的上方设有与基座平行的横梁(12),横梁的两端分别与两个立柱连接;

所述焊接平台(2)包括间隙调整平台(21)和X-Y移动平台(22);所述X-Y移动平台设于基座(13)上,由两个滑动方向垂直的平台组成,由X-Y移动变速控制器控制;X-Y移动平台一侧设有丝杠导轨立柱(221);所述间隙调整平台设于X-Y移动平台上,两个焊件(9)通过装夹块(213)相对设置于间隙调整平台上;

所述调速送丝系统(3)设于支撑架(1)左方,包括能够沿Z向升降的底座(31)、设于底座上的送丝盘(32)和送丝机(33),所述送丝机位于送丝盘右方,送丝盘用于装焊接用中间层(7);

所述角度调整系统(4)通过三维调整机构(41)固定于基座(13)左端的立柱(11)上,包括与三维调整机构连接的角度调节器(42)、固定于角度调节器上的送丝枪(43)和固定于送丝枪上、下侧的激光发射器(44),所述激光发射器的激光射出方向与送丝枪送丝方向平行;

所述定位轮组(5)包括连接板(51)、校直轮组(53)、预埋轮(54)和校平轮(55),所述连接板横向连接于横梁(12)上;沿着X向,所述校直轮组、预埋轮和校平轮通过连接杆(53)从左至右依次并列设于连接板上,且能够沿Z向移动;

所述施焊系统(6)包括机头角度旋转装置(61)、搅拌头转速控制器、齿轮箱(62)、电机(64)和搅拌头安装夹具(63);齿轮箱的外壳通过机头角度旋转装置与丝杠导轨立柱(221)相连;电机由转速控制器控制,其输出端连接齿轮箱,齿轮箱的输出端连接搅拌头安装夹具,搅拌头安装夹具位于焊接平台(2)的上方;

送丝盘(32)内的中间层(7)的运动路线为:从送丝盘引出经送丝机(33)调速后,进入送丝枪(43),然后通过校直轮组(53)校直,再由预埋轮(54)作用使得中间层进入焊件(9)之间的间隙,再通过校平轮(55)压紧在间隙内。

2.根据权利要求1所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:所述送丝机(33)的送丝速度为1~220mm/min。

3.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述三维调整机构(41)包括X向移动模块、Y向移动模块和Z向移动模块,X向移动模块滑动连接于基座(13)左端的立柱(11)上,Y移动模块滑动连接于X向移动模块上,Z向移动模块滑动连接于Y向移动模块上,角度调节器(42)固定于Z向移动模块上。

4.根据权利要求3所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:所述X向移动模块、Y向移动模块和Z向移动模块的调节范围为0~100mm,送丝枪与间隙调整平台的夹角(θ)的调整范围为0°~10°。

5.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述连接板(51)通过三个三角形支架(56)固定于横梁(12)上,设有多个与连接杆(53)对应配合的条形孔(511),条形孔走向为Y向,通过条形孔能够调节校直轮组(53)、预埋轮(54)和校平轮(55)的Y向位置。

6.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述校直轮组(53)由两个水平异向旋转的转轮(531)组成,转轮的直径为10~30mm,校直轮组的数量为1~3组。

7.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述预埋轮(54)的直径为10~30mm,校平轮(55)的直径为5~15mm;所述校直轮组与预埋轮之间的距离(L1)为5~20mm,预埋轮与校平轮之间的距离(L2)为60~150mm。

8.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述间隙调整平台(21)包括固定模块(211)和移动模块(212),两个焊件(9)分别固定于固定模块和移动模块上,所述移动模块能够沿Y向移动以调整两个焊件间隙。

9.根据权利要求8所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:所述固定模块(211)和移动模块(212)相对的一侧分别设有对应配合的凸起(215)和缺口(214),当调整焊件(9)间隙时,凸起和缺口形成与焊件间隙相对应的凹槽(216)。

10.根据权利要求1或2所述的用于异种金属材料对接的搅拌摩擦焊装置,其特征在于:

所述X-Y移动平台(2)中X向移动平台和Y向移动平台的移动速度为15~144mm/min,所述机头角度旋转装置(61)的旋转角度为﹣40°~40°,转速控制器控制电机(64)的转速为65~

4500r/min。