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技术简介：
本发明针对传统夹头结构复杂致使制造成本高, 传统夹头结构复杂造成安装空间占用大等问题, 提出借助T形块与限位槽的嵌合配合, 提出结合弹簧预紧与驱动机构联动, 以此实现夹头自动固定与释放。本发明创新性设计驱动轴与花键轴的滑动连接, 设计配合螺杆传动系统, 从而同步完成转动与下移动作, 进而显著降低夹头复杂度, 还能提升铝合金与高强钢的连接效率。
关键词：摩擦塞铆连接,夹头结构优化
汽车铝合金与高强钢会借助摩擦塞铆连接, 本发明里涉及摩擦焊, 有一种焊接装置专门用于此。
背景技术：
1、摩擦塞铆焊工艺, 是一种技术, 它采用铝合金等轻质合金置上、钢板在下, 借助高速旋转的钢质铆钉, 穿透上层轻质合金板材, 利用铆钉和下层板材的旋转摩擦生热, 熔化下层板材上表面, 在一定压力作用下, 完成铆钉与下层板材的焊接, 最终达成铝合金与高强钢的稳固连接, 它是摩擦搅拌焊接与自冲铆接相结合的工艺, 此工艺主要涵盖铆钉定位、穿透上板、持续加热和夹头撤回这4个步骤。
2、三爪卡盘用于对铆钉予以夹紧, 这是传统摩擦塞铆焊工装工艺的夹紧方式, 其结构颇为复杂, 并且实现固定需要额外的动力装置, 会在一定程度上增加夹头的制造成本以及安装所需的空间。
技术实现思路
1、本发明有着这样的目的，那就是提供一种焊接装置, 此装置用于汽车铝合金与高强钢摩擦塞铆连接, 它能够解决夹头结构较为复杂这一问题, 还可降低夹头制造的成本, 以及减少安装所需的空间, 进而提高汽车铝合金与高强钢的连接效率, 又提升连接效果。
2、发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种焊接装置, 用于汽车铝合金与高强钢摩擦塞铆连接, 它包括夹头, 夹头是与铆钉配合使用的, 还包括驱动机构, 驱动机构设置在固定架上, 且它能驱动夹头转动与下移, 所述铆钉端部设有t形块和圆片, 圆片是与夹头相接触的, 夹头端部设有t形槽, t形槽是供t形块穿过的, 同时夹头端部还设有与t形槽相连通的限位槽, t形块上下两侧分别与限位槽相接触。
4、下面说的驱动机构之中, 它涵盖转动着设置于固定架上的驱动轴, 这个驱动轴上面设有花键孔, 夹头的端部那里, 有设置跟花键孔作滑动连接的花键轴, 在固定架上面, 转动连接有能够带动驱动轴转动的驱动轮, 并且又包括和花键轴采取螺纹连接情况的螺杆, 可是螺杆的一端在固定架这里做转动连接, 其螺杆的另一端穿过驱动轴之后, 跟花键轴进行转动连接。
5、进而来讲, 设于所述t形块之上侧处的是第一凸块, 并其下侧之处设有第二凸块, 于所述限位槽上侧的是与第一凸块相接触的第一凹槽, 而其下侧有的是与第二凸块相接触的第二凹槽, 且所述夹头跟铆钉之间存在着第一弹簧。
6、更进一步来说, 在所述的固定架之上, 可以转动地连接着一根转轴, 其中, 所述的驱动轮, 是与转轴的中部位置, 通过键连接的方式相连接的, 在转轴的一端之处, 设置有主动带轮, 位于螺杆的端部那里, 设有从动带轮, 整个结构之中, 还包含有紧带轮, 除此之外, 还有套设在主动带轮、从动带轮以及紧带轮外侧边缘的皮带。
7、再进一步来讲, 皮带上设置有若干个第三凹槽, 主动带轮之上沿着径向滑动连接着若干个滑块, 滑块的端部存在若干个与第三凹槽相接触的拨块, 滑块跟主动带轮之间设有第二弹簧, 固定架之上滑动连接着活动块, 紧带轮转动设置于活动块上, 活动块跟固定架之间设有第三弹簧, 拨块的一侧设有与第三凹槽相接触的第一斜面。
8、而且, 在那主动带轮之上, 有着若干个调节块以滑动的方式进行连接, 这些调节块设有导杆, 此导杆是与滑块滑动连接的, 第二弹簧套设于导杆的外侧之处, 并且是设置在滑块与调节块之间的。
9、进一步而言, 有一个部件是主动带轮, 在这个主动带轮之上存在这么一种连接情况, 是转动连接着调节盘, 调节盘有着这样的特征, 在其侧面设置有若干个楔形块, 调节盘上有个部分被称作调节块, 调节块的一侧呈现出弧面这一形态, 另外楔形块的一侧存在着与弧面相接触的第二斜面。
10、进一步而言, 在所述调节盘之上, 设有那样一种穿过主动带轮进而延伸至外侧的固定环, 于所述固定环的下侧, 存在若干个第四凹槽, 另外, 还包含套设于固定环外侧的活动环, 以及设置于主动带轮之上且与活动环滑动连接的若干个滑杆, 在所述活动环的上侧, 有与第四凹槽滑动接触的第三凸块, 与之相连, 若干第一固定块和第二固定块在滑杆上滑动连接, 在滑杆之上, 沿此竖向设有滑槽, 另外还有第一竖槽以及若干个第二竖槽, 处于此情况下, 分别连通的情况是, 在滑槽与第一竖槽之间、滑槽与第二竖槽之间, 分别设有第一横槽和第二横槽, 在所述第一固定块和第二固定块之间, 分别设有第四凸块和第五凸块, 其中, 所述第四凸块依次在滑槽、第一横槽以及第一竖槽内滑动, 所述第五凸块依次在滑槽、第二横槽、以及第二竖槽内滑动, 并且, 在所述第二固定块与活动环之间设有第四弹簧, 这样的结构设置是有其特定作用和意义的。
11、更进一步来说, 在那个固定架之上, 设置有驱动电机, 驱动电机的活动端, 跟转轴相互连接, 在该固定架和驱动轴之间, 存在着轴承。
12、进而言之, 所述驱动轴的端部安置有从动轮, 所述从动轮之上设置有若干个立柱, 所述驱动轮之上呈转动连接有若干个拨杆, 所述拨杆的一侧跟立柱相接触, 进而驱动从动轮实现转动, 所述驱动轮上设有跟拨杆另一侧相接触的挡块, 所述拨杆与驱动轮之间设有扭簧, 所述拨杆的另一侧与立柱相接触, 致使拨杆在驱动轮上进行转动, 不再带动从动轮转动, 并且压缩扭簧。
13、再进一步而言, 所述驱动轮的侧面之处, 设置有若干个呈弧形的块体, 所述从动轮的侧面那里, 设置有若干个和弧形块处于相接触状态的弧形槽。
14、对比现有技术，本发明的有益效果在于：
15、当要在夹头上固定铆钉时, 首先要把铆钉端部所设的t形块, 穿过夹头所设的t形槽, 于此过程中压缩第一弹簧, 紧接着相对夹头转动铆钉, 让t形块进到限位槽内, 紧接着通过t形块下侧所设的第二凸块, 进入限位槽下侧所设的第二凹槽内, 借助两者相互接触后产生的阻力, 限制铆钉于夹头转动, 与此同时通过t形块与限位槽相接触, 限制铆钉在夹头上向下移动, 进而把铆钉临时卡在夹头上, 防止夹头下移时, 铆钉从夹头上脱落。
16、2、然后, 把铆钉移到预先设定好的铝合金板材与高强钢板材的待连接地方, 借助螺杆在固定架以及驱动轴上转动, 鉴于夹头端部所设的花键轴跟螺杆螺纹相连, 致使夹头向下移动, 与此同时, 驱动轮让夹头转动, 一直到铆钉的端部跟铝合金板材相接触, 二者接触后产生的阻力先使铆钉在夹头内滑动, 促使第二凸块从第二凹槽内滑出, 并且压缩第一弹簧, 接着, 铆钉与铝合金板材之间的作用力渐渐增大, 且产生的摩擦力形成阻力, 限制铆钉相对于铝合金板材转动, 让铆钉相对于夹头转动, 一直到铆钉端部设有的t形块从限位槽重新回到t形槽内, 并且借助t形块侧面与t形槽相接触, 限制铆钉相对于夹头转动, 同时螺杆带动夹头进一步向下移动, 由于铆钉端部与铝合金板材相接触, 限制其下移, 使得t形块进一步在t形槽内滑动, 一直到铆钉设有的圆片与夹头相接触, 同时t形块一侧设有的第一凸块进入到第一凹槽内, 进而将铆钉完全固定在夹头上, 不用使用三爪夹盘或者其他繁杂的夹持工具, 从而简化夹头的结构特点, 降低夹头的制造成本以及安装所需的空间, 提高汽车铝合金与高强钢的连接效率。
17、3、驱动轮一直带动夹头转动, 夹头带动铆钉高速旋转, 螺杆带动夹头以一定下压速度持续下压, 钢质铆钉与上层铝合金板材接触, 铝合金板材靠高速旋转铆钉的摩擦快速达到热塑性状态, 铆钉持续穿过铝合金板材与下层高强钢板材接触, 继续对旋转铆钉施压并持续摩擦加热一定时间, 因高强度钢熔点高不易热塑性变化, 所以铆钉先热塑性变形, 高速旋转铆钉与高强钢持续摩擦, 塑化铆钉与高强钢在压力下于高强钢接触上表面形成摩擦焊接, 连接处塑化材料与铆钉自然冷却形成铆焊接头, 实现铝合金与高强钢连接, 提高汽车铝合金与高强钢连接效果。
18、4、摩擦焊接结束之后, 驱动轮停下带动夹头旋转, 并且反向转动螺杆把夹头撤回, 鉴于t形块在这个时刻处在t形槽之内, 致使夹头顺利跟铆钉分开, 不需要另外的操作步骤, 进而提升汽车铝合金和高强钢的连接效率。
19、首先, 输出电机带动转轴, 让转轴在固定架上进行转动, 接着, 转轴带得主动带轮, 于固定架上开展转动, 然后, 借助皮带以及从动带轮来传递扭矩, 之后扭转带动螺杆, 致螺杆在固定架上发生转动, 最后为铆钉持续下压与夹头上移提供动力。
20、在螺杆带动铆钉持续下压之时, 输出电机通过转轴传递扭矩, 带动驱动轮一起转动, 致使若干个拨杆的一侧分别与相应的立柱相接触, 鉴于驱动轮上设置的挡块与拨杆相接触, 会限制拨杆在驱动轮上转动, 两者接触后产生的分力带动从动轮在固定架上转动, 重复此动作, 持续带动输出轴在固定架上转动, 带动夹头端部的铆钉一同高速旋转, 配合螺杆持续施加的下压力, 在高强钢的接触上表面形成摩擦焊接, 实现铝合金与高强钢的连接。
21、摩擦焊接结束后, 输出电机朝着相反方向转动, 致使主动带轮在带动夹头上移之际, 一并带动驱动轮朝着相反方向转动, 此时, 拨杆的另一侧跟立柱碰上, 不再受挡块的约束, 让拨杆顺利在驱动轮上转动, 并且压缩扭簧, 使驱动轮不再促使从动轮转动了, 防止螺杆在带动夹头上移的进程中, 驱动轮带动夹头转动, 致使铆钉端部所设的t形槽进到限位槽内, 造成铆钉与夹头没法自动脱离, 进而提升焊接完成后, 夹头与铆钉脱落的效率, 同时不需要额外的动力装置来驱动, 进一步削减动力装置安装所需的空气以及制造所需的费用, 此外, 每当拨杆与立柱接触, 带动从动轮转动后, 弧形块会在短时间内进入到弧形槽内, 保证下一个拨杆与立柱接触前, 从动轮不会因外力作用而转动, 避免铆钉带动驱动轴回转, 从而提高汽车铝合金与高强钢的连接效果。
