空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具制造技术

空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，为了解决现有通用的搅拌摩擦焊机不能对具有空间曲率特征的焊接结构进行连接的问题而设计的。它主要由夹具骨架结构与传动机构组成，所述夹具骨架结构的框架两端通过转轴支撑在支座上；承力机构固定连接在框架上，在所述承力机构上方设有定位机构；所述传动机构由主动传动机构和从动传动机构组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构底部两侧，所述承力机构通过与主、从动传动机构传动连接的螺杆上的滚轮活动支撑。本实用新型专利技术的特点及有益效果：结构简单、操作方便、成本低，有利于搅拌摩擦焊技术在航空、航天、汽车等领域的进一步推广与使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种适用于空间曲面焊接的搅拌摩擦焊专用夹具，与搅拌摩擦焊机 相配合，可实现对任意曲率的焊接结构的连接。
技术介绍
作为一种固相连接技术，搅拌摩擦焊可实现铝合金、镁合金等轻质金属的连接，且 具有低应力、小变形、无气孔、无裂纹、低能耗及绿色无污染等优点。但由于搅拌摩擦焊机本 身的性质以及搅拌摩擦焊技术的本身特点，搅拌摩擦焊主要适合于平面内的对接焊缝，搭 接焊缝、筒形焊缝以及曲线焊缝的连接。而对于具有空间三维特征的焊缝来说，只依赖搅拌 摩擦焊机本身显得无能为力。同时，目前的搅拌摩擦焊夹具只有针对于上述几种焊缝形式 专门设计的，还未见针对可实现空间曲面焊接的搅拌摩擦焊专用夹具的报道。
技术实现思路
本技术为了解决现有通用的搅拌摩擦焊机不能对具有空间曲率特征的焊接 结构进行连接的问题，为具有空间曲率特征的焊接结构的搅拌摩擦焊连接提供一种空间曲 面的搅拌摩擦焊专用夹具，所采用的技术方案是该专用夹具主要由夹具骨架结构与传动 机构组成，所述夹具骨架结构的框架两端通过转轴支撑在支座上；承力机构固定连接在框 架上，在所述承力机构上方设有定位机构；所述传动机构由主动传动机构和从动传动机构 组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构底部两侧，所述承力机构通过与主、从动传动 机构传动连接的螺杆上的滚轮活动支撑。本技术的特点及有益效果结构简单、操作方便、成本低，有利于搅拌摩擦焊 技术在航空、航天、汽车等领域的进一步推广与使用。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。图2是夹具骨架结构示意图。图3是图1中的承力结构示意图。图4是图1中的定位机构示意图。图5是主动传动机构示意图。图6是从动传动机构示意图。具体实施方式空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，主要由夹具骨架结构与传动机构组成，所述夹 具骨架结构的框架1两端通过转轴10支撑在支座9上；承力机构8固定连接在框架1上， 在所述承力机构8上方设有定位机构12 ；在框架1下的对角处设有平衡支撑弹簧2 ；所述传 动机构由主动传动机构和从动传动机构组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构8底部两侧，所述承力机构8通过与主、从动传动机构传动连接的螺杆3上的滚轮18活动支撑。所述承力机构8由托板13和承力板14组成，且在托板13上设有加强筋；所述托 板13和承力板14的形状和曲度与待焊板相应。所述承力板14的数量与待焊板的大小相应。所述定位机构12由卡板17与其上的垂直压紧器15、水平压紧器16组成；所述卡 板17的形状和低端面曲度与待焊板相应；卡板17的数量与待焊板11的焊缝数量相应。所述传动机构的主动传动机构由变频电机7驱动的蜗轮蜗杆机构6构成，并通过 带轮4和同步带5与从动传动机构传动连接。在所述夹具骨架结构的框架1下的对角处设有弹簧2。实施例空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，主要由夹具骨架结构与传动机构组成。夹具骨 架结构由框架1、弹簧2、承力机构8、支座9、转轴10与定位机构12组成；传动机构包括主 动传动机构与从动传动机构，主要由螺杆3、带轮4、同步带5、蜗轮蜗杆机构6及4级YP系 列变频电机7组成。参看图1-图2，空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，为可进行飞机蒙皮与桁条铝合 金结构的搅拌摩擦焊连接的夹具结构。在焊接过程中，将待焊铝板11置于承力结构8之上，再由定位机构12进行定位与 固定；通过4级YP系列变频电机7驱动的蜗轮蜗杆机构6，带动螺杆3进行垂直方向的移 动，使夹具的框架1绕转轴10进行转动；结合搅拌摩擦焊设备本身床体的水平移动，两者按 不同的比值复合便可实现不同曲率空间曲面结构的焊接。同时，为了满足工件的平衡升降 每侧各放置两个机构，即主动传动机构与从动传动机构，二者通过同步带5来保证同步运 动；为了让夹具与传动机构随时保持接触，每侧设置两个弹簧2。参看图3，承力机构8由托板13与承力板14组成，通过在托板13上设置加强筋的 方法，在实现可承受焊接过程中较大垂向力的前提下，降低了结构整体的重量。承力机构8 固定在夹具框架1上后，即可进一步装载待焊铝板11。托板13与承力板14的形状可根据 实际待焊板的形状进行设计；承力板14的数量可根据待焊结构的尺寸进行设计。参看图4，定位机构12由垂直压紧器15、水平压紧器16与卡板17组成。在焊接 过程中，待焊铝板11由承力机构8与定位机构12—起实现多自由度的限制，起到定位夹紧 的作用。定位机构的形状根据实际待焊板的形状进行设计；卡板17的数量根据焊缝的数量 进行设计。参看图5、图6，在焊接过程中，为了满足工件的平衡升降每侧各放置两个机构，即 主动传动机构与从动传动机构，二者通过带轮4和同步带5来保证同步运动。在4级YP系 列变频电机7的驱动下，通过蜗轮蜗杆传动和螺旋传动实现待焊结构垂直方向的运动。权利要求空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，主要由夹具骨架结构与传动机构组成，其特征在于所述夹具骨架结构的框架(1)两端通过转轴(10)支撑在支座(9)上；承力机构(8)固定连接在框架(1)上，在所述承力机构(8)上方设有定位机构(12)；在框架(1)下的对角处设有平衡支撑弹簧(2)；所述传动机构由主动传动机构和从动传动机构组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构(8)底部两侧，所述承力机构(8)通过与主、从动传动机构传动连接的螺杆(3)上的滚轮(18)活动支撑。2.根据权利要求书1所述的空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，其特征在于所述承力 机构⑶由托板(13)和承力板(14)组成，且在托板(13)上设有加强筋；所述托板(13)和 承力板(14)的形状和曲度与待焊板相应。3.根据权利要求书2所述的空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，其特征在于所述承力 板(14)的数量与待焊板的大小相应。4.根据权利要求书1所述的空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，其特征在于所述定位 机构(12)由卡板(17)与其上的垂直压紧器(15)、水平压紧器(16)组成；所述卡板(17)的 形状和低端面曲度与待焊板相应；卡板(17)的数量与待焊板的焊缝数量相应。5.根据权利要求书1所述的空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，其特征在于所述传动 机构的主动传动机构由变频电机(7)驱动的蜗轮蜗杆机构(6)构成，并通过带轮(4)和同 步带(5)与从动传动机构传动连接。6.根据权利要求书1所述的空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，其特征在于在所述夹 具骨架结构的框架(1)下的对角处设有弹簧(2)。专利摘要空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，为了解决现有通用的搅拌摩擦焊机不能对具有空间曲率特征的焊接结构进行连接的问题而设计的。它主要由夹具骨架结构与传动机构组成，所述夹具骨架结构的框架两端通过转轴支撑在支座上；承力机构固定连接在框架上，在所述承力机构上方设有定位机构；所述传动机构由主动传动机构和从动传动机构组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构底部两侧，所述承力机构通过与主、从动传动机构传动连接的螺杆上的滚轮活动支撑。本技术的特点及有益效果结构简单、操作方便、成本低，有利于搅拌摩擦焊技术在航空、航天、汽车等领域的进一步推广与使用。文档编号B23K20/26GK201728472SQ201020248278公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日专利技术者刘本文档来自技高网...

【技术保护点】
空间曲面的搅拌摩擦焊专用夹具，主要由夹具骨架结构与传动机构组成，其特征在于：所述夹具骨架结构的框架（１）两端通过转轴（１０）支撑在支座（９）上；承力机构（８）固定连接在框架（１）上，在所述承力机构（８）上方设有定位机构（１２）；在框架（１）下的对角处设有平衡支撑弹簧（２）；所述传动机构由主动传动机构和从动传动机构组成，所述主、从动传动机构均置于承力机构（８）底部两侧，所述承力机构（８）通过与主、从动传动机构传动连接的螺杆（３）上的滚轮（１８）活动支撑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姬书得，张利国，陈小兵，刘震磊，岳玉梅，梅丽，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]