一種高頻率線性摩擦焊接設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高頻率線性摩擦焊接設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]線性摩擦焊接是在摩擦焊原理的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種焊接新技術(shù)，不使用另外的連接件或結(jié)合劑就能將可以將方形、圓形、多邊形截面的金屬或塑料材料焊接在一起，它具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗環(huán)保的優(yōu)點，滿足了企業(yè)自動化生產(chǎn)的需求。線性摩擦焊接憑借其靈活、可靠的特點，擴展了摩擦焊在非軸對稱工件中的應(yīng)用，國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量線性摩擦焊的設(shè)備、工藝檢測研究。近年來，線性摩擦焊技術(shù)由于在航空發(fā)動機整體葉盤（尤其是空心葉片連接在輪盤上）的制造、修復(fù)中占有獨一無二的優(yōu)勢，在國外受到了廣泛地關(guān)注并取得了長遠的發(fā)展。
[0003]線性摩擦焊的基本原理:待焊工件被往復(fù)機構(gòu)驅(qū)動著，相對于另一側(cè)被固定的工件表面以一定的頻率和振幅進行相對運動，工件接合面在垂直于往復(fù)運動方向的壓力下接觸并互相摩擦;隨著摩擦運動的進行，摩擦熱使得摩擦表面的金屬逐漸達到粘塑性狀態(tài)并產(chǎn)生變形；然后控制兩工件迅速對中并施加頂鍛壓力，工件完成焊接。線性摩擦焊接過程中，振動頻率和摩擦壓力是影響摩擦焊接質(zhì)量的主要因素，當振動頻率和摩擦壓力增加時，焊接熱輸入量也相應(yīng)增加。由于焊接件變形的不均勻性，壓力過大則會影響焊接件往復(fù)運動的穩(wěn)定性，同時也會使焊接件飛邊增大，因此，不能采用太大的壓力值。摩擦?xí)r間也是線性摩擦焊接過程中的一個重要參數(shù)，但延長摩擦?xí)r間不是增加熱量輸入的最有效方法。因為熱傳導(dǎo)、對流及高溫塑性焊接件的擠出等因素的存在，使得焊接過程中存在一熱輸入熱輸出的平衡點。在熱平衡之前，增加摩擦?xí)r間對增加熱輸入有效，而在熱平衡點之后，增加摩擦?xí)r間對熱輸入作用不大。在確保往復(fù)運動穩(wěn)定的情況下，提高振動頻率是增加熱輸入量和提高焊縫質(zhì)量最有效的方法。
[0004]目前，線性摩擦焊機有電磁式、液壓式和機械式幾種類型，電磁式和液壓式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本太高，機械式雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但振動裝置采用雙連桿或單搖臂機構(gòu)，不僅故障率高，而且振動頻率低。因此，為了滿足廣大市場的需求，發(fā)明研制國內(nèi)外具有振動頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的線性摩擦焊機具有重大實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、振動頻率高的線性摩擦焊接設(shè)備的裝置。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:一種高頻率線性摩擦焊接設(shè)備，它包括動力系統(tǒng)、傳動機構(gòu)、振動機構(gòu)、夾持機構(gòu)、加壓系統(tǒng)、導(dǎo)軌及機身；其特征在于：動力系統(tǒng)包括控制器、電源，傳動機構(gòu)包括圓弧同步帶輪A、齒輪、軸A、軸B、圓弧同步帶輪B、深溝球軸承B、軸承座、圓螺母、安裝棒，振動機構(gòu)包括凸輪、深溝球軸承A、支座B、振動體、螺帽、軸C，夾持機構(gòu)包括夾具I、夾具2、滑臺、支座A;夾具I安裝在振動機構(gòu)上，振動機構(gòu)安裝在導(dǎo)軌A上，導(dǎo)軌A固定在機身上，夾具2安裝在滑臺上，滑臺安裝在導(dǎo)軌B上，導(dǎo)軌B固定在機身上，加壓系統(tǒng)一端固定在機身上，另一端固定在支座A上，支座A固定在滑臺上，加壓系統(tǒng)推動滑臺沿導(dǎo)軌B滑動，傳動機構(gòu)固定在機身的一端，由動力系統(tǒng)提供能源。
[0007]本實用新型所述的振動機構(gòu)包括深溝球軸承A、支座B、振動體、螺帽、軸C，其特征是深溝球軸承A通過軸C安裝在支座B，并用螺帽固定，支座B固定在振動體上。
[0008]本實用新型所述的動力系統(tǒng)，電源采用三相交流減速電機，通過控制器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，改變工件摩擦頻率，設(shè)定工件的摩擦?xí)r間。
[0009]本實用新型所述的傳動機構(gòu)，齒輪分別安裝在軸A、軸B上，圓弧同步帶輪A連接動力系統(tǒng)與軸A上的齒輪，圓弧同步帶輪B連接軸A及軸B上的齒輪，振動機構(gòu)上的凸輪分別安裝在軸A及軸B上，并用圓螺母固定，安裝時用安裝棒來保持兩凸輪相互垂直，軸A及軸B上分別安裝深溝球軸承B，深溝球軸承B分別安裝在軸承座上，軸承座固定在機身上。
[0010]本實用新型所述的振動機構(gòu)，所述的深溝球軸承A與凸輪相切，深溝球軸承A通過軸C安裝在支座B，并用螺帽固定，支座B固定在振動體上。
[0011]本實用新型所述的夾持機構(gòu)，所述的夾具可以根據(jù)工件的形狀和大小來調(diào)整。
[0012]本實用新型所述的加壓系統(tǒng)，所述的加壓采用PLC控制氣缸提供頂鍛力和摩擦力。
[0013]本實用新型的技術(shù)效果是:該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，振動頻率高。一般的凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成高副結(jié)構(gòu)。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動件作等速回轉(zhuǎn)運動;從動件是與凸輪輪廓接觸，并傳遞動力和實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律的構(gòu)件，一般做直線運動，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，從動件往復(fù)運動一次，并且只能是在垂直方向。本實用新型利用凸輪機構(gòu)的特點自行設(shè)計了凸輪裝置，該裝置采用雙凸輪機構(gòu)，其凸輪輪廓軌跡是沿圓周運動，振動機構(gòu)上的兩個軸承始終有一個與其中一個凸輪相切，從而帶動振動體做往復(fù)直線運動，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，振動體往復(fù)運動兩次。與已往的線性摩擦焊機往復(fù)運動機構(gòu)相比，使得焊接摩擦頻率提高了兩倍，并且可通過增加凸輪機構(gòu)來獲得更高的頻率，滿足了線性摩擦焊接對高頻率的需求。設(shè)備主要由動力系統(tǒng)、傳動機構(gòu)、振動機構(gòu)、夾持機構(gòu)、加壓系統(tǒng)、導(dǎo)軌及機身組成。振動機構(gòu)由動力系統(tǒng)提供動力源，通過調(diào)節(jié)變頻器控制電源轉(zhuǎn)速的方式來改變振動體的振動頻率，從而可滿足不同階段的焊接過程對頻率變化的要求;加壓系統(tǒng)采用標準型氣缸，其作用是在焊接過程中施加摩擦壓力及頂鍛壓力，摩擦壓力為O?2. 5kN，頂鍛壓力為O?50kN，摩擦頂鍛時間為O?90秒。通過雙凸輪裝置將動力系統(tǒng)提供給傳動機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成往復(fù)運動，使得夾持機構(gòu)在雙凸輪裝置的作用下沿著導(dǎo)軌做往復(fù)運動，往復(fù)運動的摩擦頻率在OHz?250Hz之間變化，焊件間的振幅為土 3mm，工件定位精度為± O. Imm，適合不同具有塑性的材料焊接。
【附圖說明】
[0014]圖I為本實用新型線性摩擦焊機基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型動力系統(tǒng)、振動機構(gòu)及傳動機構(gòu)的示意圖。
[0016]圖3為本實用新型傳動機構(gòu)及振動機構(gòu)的裝配圖一。
[0017]圖4為本實用新型傳動機構(gòu)及振動機構(gòu)的裝配圖二。
[0018]在圖中，1、導(dǎo)軌A2、振動機構(gòu)3、夾具4、待焊工件5、滑臺6、支座A 7、導(dǎo)軌B 8、氣缸加壓系統(tǒng)9、機身10、傳動機構(gòu)11、控制器12、電源13、圓弧同步帶輪A 14、齒輪