一种搅拌摩擦焊搅拌头结构的制作方法

1.本实用新型涉及搅拌部件领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊搅拌头结构。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
3.现有搅拌头的结构存在以下不足：
4.1.搅拌头在损坏时，无法快速拆装并进行更换，实用性有待提升。
5.2.冷却液注入后无法分散于搅拌头内部四周，导致冷却不均匀，降温效果有待提升。
6.3.现有的搅拌头在焊接结束后，会在工件工件表面留下一个匙孔，造成工件的不美观，同时需要额外处理，增加了加工时间和成本。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种搅拌摩擦焊搅拌头结构。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.提供一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，包括主轴，还包括安装头、锁紧机构和伸缩机构，安装头插设在主轴的底部，锁紧机构设在主轴的内壁上，锁紧机构包括定位杆和两个卡紧组件，主轴的中心内壁上开设有插孔，定位杆呈竖直设在插孔的内部，两个卡紧组件呈对称设置在主轴的内壁上，且每个卡紧组件均与定位杆卡接，伸缩机构设在安装头的内部，伸缩机构包括搅拌组件和升降组件，升降组件设在安装头的内部，搅拌组件固定设在升降组件上，安装头的底部内壁上开设有容纳孔，搅拌组件与容纳孔滑动连接。
10.优选的，升降组件包括微型直线电机、升降板和拉杆，微型直线电机呈竖直设在安装头的内壁上，升降板固定设在其输出端上，拉杆固定设在升降板远离微型直线电机的底部一端。
11.优选的，搅拌组件包括搅拌轴和搅拌头，搅拌轴固定设在拉杆的底部，且搅拌轴通过两个滑块与容纳孔的内壁滑动连接，搅拌头通过螺纹杆固定设在搅拌轴的底部。
12.优选的，安装头的顶部固定设有插杆，插杆与定位杆插接，插杆的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个限位块，每个限位块均与主轴的内壁滑动连接。
13.优选的，每个卡紧组件均包括锥形卡扣和伸缩弹簧，主轴的内壁上呈对称设置有两个安装孔，每个安装孔均与插孔连通，伸缩弹簧插设在其中一个安装孔的内部，锥形卡扣固定设在伸缩弹簧靠近插杆的一端，插杆的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个可供锥形卡扣插接的锥形扣槽。
14.优选的，搅拌轴的内壁上呈一体成型设置有环形槽，环形槽的顶部和底部分别连通设置有注入管和排出管，注入管和排出管上均插设有密封塞。
15.优选的，安装头的内壁上固定设有导杆，导杆的外壁上套设有缓冲弹簧。
16.优选的，主轴的顶部套设有法兰，法兰上等间距开设有若干个螺孔。
17.本实用新型的有益效果：
18.1.本实用新型通过设计锁紧机构，即定位杆和两个卡紧组件，在安装头带动搅拌头和搅拌轴与主轴连接时，定位杆与安装头的插杆插接配合，而两个卡紧组件可对连接后的插杆进行锁死，从而方便搅拌头的快速安装，在拆卸时，只需用来拔出插杆即可，从而使得本搅拌头插拔一体，方便快速更换，提升了本搅拌头结构的实用性。
19.2.本实用新型通过设计升降组件，即微型直线电机9、升降板10和拉杆，同时通过设计缓冲弹簧，当焊接工作趋于结束时，通过控制器启动升降组件，因而带动搅拌头从工件上升起，在搅拌头从工件上升起时，缓冲弹簧起到缓冲作用，不仅能够保证搅拌头缓慢上升，防止焊缝歪斜，同时能够防止现有搅拌头焊接结束时留下匙孔，提升了工件的焊接质量，提升了工件的美观程度，同时无需后期处理修复，减少了焊接进程，降低了成本。
20.3.本实用新型通过在搅拌轴的内部设计环形槽，用来注入冷却液，焊接前，将冷却液从注入管灌入环形槽的内部，然后将密封塞密封注入管，防止冷却液溢出，冷却液可在搅拌头工作时，对其内壁进行冷却，进而实现搅拌头的降温，有利于提升搅拌头的使用寿命，当冷却液使用一端时间后，将排出管上的密封塞拔下，将使用后的冷却液排出，设计环形槽，可保证冷却液对搅拌轴＝内壁各个位置进行冷却，进而保证均匀降温，加快降温速率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。
22.图1为本实用新型的立体结构示意图一；
23.图2为图1中的a处放大图；
24.图3为本实用新型的俯视图；
25.图4为图3中沿b-b线处的平面剖视图；
26.图5为本实用新型的立体结构示意图二；
27.图6为图5中的c处放大图；
28.图中：主轴1，安装头2，锁紧机构3，伸缩机构4，定位杆5，卡紧组件6，搅拌组件7，升降组件8，微型直线电机9，升降板10，拉杆11，搅拌轴12，搅拌头13，螺纹杆14，插杆15，锥形卡扣16，伸缩弹簧17，环形槽18，注入管19，排出管20，密封塞21，缓冲弹簧22，法兰23。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
31.参照图1至图6所示的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，包括主轴1，还包括安装头2、锁紧机构3和伸缩机构4，安装头2插设在主轴1的底部，锁紧机构3设在主轴1的内壁上，锁紧机构3包括定位杆5和两个卡紧组件6，主轴1的中心内壁上开设有插孔，定位杆5呈竖直设在插
孔的内部，两个卡紧组件6呈对称设置在主轴1的内壁上，且每个卡紧组件6均与定位杆5卡接，伸缩机构4设在安装头2的内部，伸缩机构4包括搅拌组件7和升降组件8，升降组件8设在安装头2的内部，搅拌组件7固定设在升降组件8上，安装头2的底部内壁上开设有容纳孔，搅拌组件7与容纳孔滑动连接。
32.升降组件8包括微型直线电机9、升降板10和拉杆11，微型直线电机9呈竖直设在安装头2的内壁上，升降板10固定设在其输出端上，拉杆11固定设在升降板10远离微型直线电机9的底部一端，当焊接工作趋于结束时，通过控制器启动直线电机，因而通过其输出端带动升降板10上升，由于拉杆11与搅拌轴12固定连接，搅拌头13与搅拌轴12固定连接，进而带动搅拌头13从工件上升起。
33.搅拌组件7包括搅拌轴12和搅拌头13，搅拌轴12固定设在拉杆11的底部，且搅拌轴12通过两个滑块与容纳孔的内壁滑动连接，搅拌头13通过螺纹杆14固定设在搅拌轴12的底部，初始状态，搅拌轴12位于容纳孔外部，当主轴1与设备上的驱动电机的输出端固定后，通过设备上设置的控制器启动驱动电机，从而带动设备上的驱动电机的输出端带动主轴1旋转，由于搅拌头13和主轴1通过安装头2固定连接，进而带动搅拌轴12和搅拌头13旋转，插入工件的待焊接界面，高速旋转的搅拌轴12和搅拌头13与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
34.安装头2的顶部固定设有插杆15，插杆15与定位杆5插接，插杆15的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个限位块，每个限位块均与主轴1的内壁滑动连接，当需要将安装头2与主轴1连接时，首先将安装头2向主轴1底部插入，插杆15插入插孔的内部，定位杆5插入插杆15内部，对安装头2进行限位，两个限位块起到限位作用，保证插杆15精准插入插孔内部。
35.每个卡紧组件6均包括锥形卡扣16和伸缩弹簧17，主轴1的内壁上呈对称设置有两个安装孔，每个安装孔均与插孔连通，伸缩弹簧17插设在其中一个安装孔的内部，锥形卡扣16固定设在伸缩弹簧17靠近插杆15的一端，插杆15的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个可供锥形卡扣16插接的锥形扣槽，在插杆15插入插孔内部时，两个锥形卡扣16在受到插杆15外壁的抵触时，会带动伸缩弹簧17收缩，从而使得锥形卡扣16缩入安装孔内部，当锥形卡扣16进入锥形卡槽内时，伸缩弹簧17复位对其进行抵紧，进而与定位杆5配合，实现对插杆15的锁紧，因而实现安装头2与主轴1的快速安装。
36.搅拌轴12的内壁上呈一体成型设置有环形槽18，环形槽18的顶部和底部分别连通设置有注入管19和排出管20，注入管19和排出管20上均插设有密封塞21，焊接前，将冷却液从注入管19灌入环形槽18的内部，然后将密封塞21密封注入管19，防止冷却液溢出，冷却液可在搅拌头13工作时，对其内壁进行冷却，进而实现搅拌头13的降温，有利于提升搅拌头13的使用寿命，当冷却液使用一端时间后，将排出管20上的密封塞21拔下，将使用后的冷却液排出，设计环形槽18，可保证冷却液对搅拌轴12内壁各个位置进行冷却，进而保证均匀降温，加快降温速率。
37.安装头2的内壁上固定设有导杆，导杆的外壁上套设有缓冲弹簧22，在搅拌头13从工件上升起时，缓冲弹簧22起到缓冲作用，不仅能够保证搅拌头13缓慢上升，防止焊缝歪斜，同时能够防止现有搅拌头13焊接结束时留下匙孔，提升了工件的焊接质量。
38.主轴1的顶部套设有法兰23，法兰23上等间距开设有若干个螺孔，法兰23可使得主轴1与搅拌摩擦焊设备上的驱动电机的输出端固定连接，从而方便搅拌头13旋转。
39.本实用新型的工作原理：法兰23可使得主轴1与搅拌摩擦焊设备上的驱动电机的输出端固定连接，从而方便搅拌头13旋转。
40.焊接前，将冷却液从注入管19灌入环形槽18的内部，然后将密封塞21密封注入管19，防止冷却液溢出，冷却液可在搅拌头13工作时，对其内壁进行冷却，进而实现搅拌头13的降温，有利于提升搅拌头13的使用寿命，当冷却液使用一端时间后，将排出管20上的密封塞21拔下，将使用后的冷却液排出，设计环形槽18，可保证冷却液对搅拌轴12内壁各个位置进行冷却，进而保证均匀降温，加快降温速率。
41.初始状态，搅拌轴12位于容纳孔外部，当主轴1与设备上的驱动电机的输出端固定后，通过设备上设置的控制器启动驱动电机，从而带动设备上的驱动电机的输出端带动主轴1旋转，由于搅拌头13和主轴1通过安装头2固定连接，进而带动搅拌轴12和搅拌头13旋转，插入工件的待焊接界面，高速旋转的搅拌轴12和搅拌头13与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
42.当焊接工作趋于结束时，通过控制器启动直线电机，因而通过其输出端带动升降板10上升，由于拉杆11与搅拌轴12固定连接，搅拌头13与搅拌轴12固定连接，进而带动搅拌头13从工件上升起，在搅拌头13从工件上升起时，缓冲弹簧22起到缓冲作用，不仅能够保证搅拌头13缓慢上升，防止焊缝歪斜，同时能够防止现有搅拌头13焊接结束时留下匙孔，提升了工件的焊接质量。
43.当需要将安装头2与主轴1连接时，首先将安装头2向主轴1底部插入，插杆15插入插孔的内部，定位杆5插入插杆15内部，对安装头2进行限位，两个限位块起到限位作用，保证插杆15精准插入插孔内部。
44.在插杆15插入插孔内部时，两个锥形卡扣16在受到插杆15外壁的抵触时，会带动伸缩弹簧17收缩，从而使得锥形卡扣16缩入安装孔内部，当锥形卡扣16进入锥形卡槽内时，伸缩弹簧17复位对其进行抵紧，进而与定位杆5配合，实现对插杆15的锁紧，因而实现安装头2与主轴1的快速安装。

技术特征：
1.一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，包括主轴(1)，其特征在于：还包括安装头(2)、锁紧机构(3)和伸缩机构(4)，安装头(2)插设在主轴(1)的底部，锁紧机构(3)设在主轴(1)的内壁上，锁紧机构(3)包括定位杆(5)和两个卡紧组件(6)，主轴(1)的中心内壁上开设有插孔，定位杆(5)呈竖直设在插孔的内部，两个卡紧组件(6)呈对称设置在主轴(1)的内壁上，且每个卡紧组件(6)均与定位杆(5)卡接，伸缩机构(4)设在安装头(2)的内部，伸缩机构(4)包括搅拌组件(7)和升降组件(8)，升降组件(8)设在安装头(2)的内部，搅拌组件(7)固定设在升降组件(8)上，安装头(2)的底部内壁上开设有容纳孔，搅拌组件(7)与容纳孔滑动连接。2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：升降组件(8)包括微型直线电机(9)、升降板(10)和拉杆(11)，微型直线电机(9)呈竖直设在安装头(2)的内壁上，升降板(10)固定设在其输出端上，拉杆(11)固定设在升降板(10)远离微型直线电机(9)的底部一端。3.根据权利要求2所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：搅拌组件(7)包括搅拌轴(12)和搅拌头(13)，搅拌轴(12)固定设在拉杆(11)的底部，且搅拌轴(12)通过两个滑块与容纳孔的内壁滑动连接，搅拌头(13)通过螺纹杆(14)固定设在搅拌轴(12)的底部。4.根据权利要求3所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：安装头(2)的顶部固定设有插杆(15)，插杆(15)与定位杆(5)插接，插杆(15)的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个限位块，每个限位块均与主轴(1)的内壁滑动连接。5.根据权利要求4所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：每个卡紧组件(6)均包括锥形卡扣(16)和伸缩弹簧(17)，主轴(1)的内壁上呈对称设置有两个安装孔，每个安装孔均与插孔连通，伸缩弹簧(17)插设在其中一个安装孔的内部，锥形卡扣(16)固定设在伸缩弹簧(17)靠近插杆(15)的一端，插杆(15)的圆周方向上的外壁上呈对称设置有两个可供锥形卡扣(16)插接的锥形扣槽。6.根据权利要求5所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：搅拌轴(12)的内壁上呈一体成型设置有环形槽(18)，环形槽(18)的顶部和底部分别连通设置有注入管(19)和排出管(20)，注入管(19)和排出管(20)上均插设有密封塞(21)。7.根据权利要求6所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：安装头(2)的内壁上固定设有导杆，导杆的外壁上套设有缓冲弹簧(22)。8.根据权利要求7所述的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，其特征在于：主轴(1)的顶部套设有法兰(23)，法兰(23)上等间距开设有若干个螺孔。

技术总结
本实用新型涉及搅拌部件领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，包括主轴，还包括安装头、锁紧机构和伸缩机构，锁紧机构包括定位杆和两个卡紧组件，主轴的中心内壁上开设有插孔，两个卡紧组件呈对称设置在主轴的内壁上，且每个卡紧组件均与定位杆卡接，伸缩机构设在安装头的内部，伸缩机构包括搅拌组件和升降组件，升降组件设在安装头的内部，搅拌组件固定设在升降组件上，安装头的底部内壁上开设有容纳孔，搅拌组件与容纳孔滑动连接，本实用新型的一种搅拌摩擦焊搅拌头结构，方便快速拆装，从而在损坏时，方便更换或维修，实用性更强，同时可在焊接结束时升起搅拌头，防止工件表面产生匙孔，提升了工件的美观程度。提升了工件的美观程度。提升了工件的美观程度。


技术研发人员：张标 李继忠 刘建国
受保护的技术使用者：孚斯威科技（嘉善）股份有限公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/5/25