CN110681978A - 搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置 - Google Patents

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闫占奇
何广忠
刘杰
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Abstract

搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置涉及搅拌摩擦焊搅拌头状态评估辅助装置技术领域，其包括千分表、固定套筒、弹簧和挡板。本发明的有益效果是：利用固定套筒和辅助定位刻度线的配合，保证了搅拌针能够同轴***固定套筒内，再利用千分表与挡板的配合，实现了搅拌针长度的精确测量，以达到对搅拌头状态的准确评估；提高了工作效率，减少了人为因素对测量的影响，提高了测量精度。

Description

搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊搅拌头状态评估辅助装置技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种先进的铝合金焊接工艺方法，具有焊接接头质量好、焊接效率高及生产过程绿色环保等技术优点，在轨道车辆铝合金车体制造中得到广泛应用。如图1和图2所示，给出了两种搅拌头的具体结构形状，搅拌头5包括轴肩5-1和与其固连的搅拌针5-2，搅拌头5是搅拌摩擦焊工艺的核心器件，随着焊接作业的实施，搅拌头5的搅拌针5-2的原始长度L0由于不断磨损而逐渐变短，因此搅拌针5-2的长度是影响搅拌摩擦焊焊接接头质量稳定的一个主要因素，搅拌针5-2的长度测量对于搅拌头状态的评价及产品质量的保证具有十分重要的意义；当搅拌针5-2长度测量的数值小于等于技术要求允许的最小长度值时，需要更换搅拌头5。目前，对于搅拌针5-2的长度测量主要采用手持游标卡尺进行测量，但由于不同的搅拌头5的轴肩5-1及搅拌针5-2的形状各异，且不规则，结构较为复杂，采用游标卡尺测量搅拌针长度时，由于人为因素的影响，导致测量结果的准确度及精度均不能满足测量要求，测量效率较低。
发明内容
为了解决采用游标卡尺测量搅拌针长度时，测量结果的准确度及精度均不能满足测量要求，测量效率较低的技术问题，本发明提供一种搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置，其包括千分表、固定套筒、弹簧和挡板；固定套筒整体为T字形套筒结构，固定套筒的前部沿轴向设有粗圆柱孔，粗圆柱孔的孔径大于搅拌针的最大外径且小于搅拌头轴肩的外径，后部沿轴向设有细圆柱孔，粗圆柱孔和细圆柱孔相通且二者均与固定套筒同轴设置；固定套筒的前部端面上设有至少三条辅助定位刻度线，至少三条辅助定位刻度线沿固定套筒前部端面的径向设置，每条辅助定位刻度线均相同；
弹簧沿轴向放置在粗圆柱孔内，弹簧的一端与粗圆柱孔的底面固连，弹簧的另一端与挡板的内端面固连；挡板的直径与粗圆柱孔的孔径相等，挡板放置在粗圆柱孔的前端部，弹簧处于自由状态时，挡板的外端面与固定套筒的前端面共面；
千分表的测量端沿固定套筒的轴向***弹簧内，千分表的固定端沿固定套筒的轴向***细圆柱孔内，且与固定套筒固连；千分表的数显端露置在固定套筒后部的外侧，数显端显示数据为零时，弹簧处于自由状态，且测量端与挡板的内端面接触。
本发明的有益效果是：利用固定套筒和辅助定位刻度线的配合，保证了搅拌针能够同轴***固定套筒内，再利用千分表与挡板的配合，实现了搅拌针长度的精确测量，以达到对搅拌头状态的准确评估；提高了工作效率，减少了人为因素对测量的影响，提高了测量精度。
附图说明
图1是搅拌摩擦焊用的一种搅拌头的结构示意图。
图2是搅拌摩擦焊用的另一种搅拌头的结构示意图。
图3是本发明搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置的结构示意图。
图4是图3的右视结构示意图。
图5是本发明中的千分表的结构示意图。
图6是本发明中的固定套筒的结构示意图。
图7是本发明搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置的应用示意图。
图8是图7的右视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图3至图6所示，本发明的搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置包括：千分表1、固定套筒2、弹簧3和挡板4；固定套筒2整体为T字形套筒结构，固定套筒2的前部沿轴向设有粗圆柱孔2-1，粗圆柱孔2-1的孔径大于搅拌针5-2的最大外径且小于搅拌头轴肩5-1的外径，后部沿轴向设有细圆柱孔2-2，粗圆柱孔2-1和细圆柱孔2-2相通且二者均与固定套筒2同轴设置；固定套筒2的前部端面上设有四条辅助定位刻度线2-4，四条辅助定位刻度线2-4沿固定套筒2前部端面的径向设置，四条辅助定位刻度线2-4均相同。
弹簧3沿轴向放置在粗圆柱孔2-1内，弹簧3的一端与粗圆柱孔2-1的底面固连，弹簧3的另一端与挡板4的内端面固连；挡板4的直径与粗圆柱孔2-1的孔径相等，挡板4放置在粗圆柱孔2-1的前端部，弹簧3处于自由状态时，挡板4的外端面与固定套筒2的前端面共面。
千分表1的测量端1-3沿固定套筒2的轴向***弹簧3内，千分表1的固定端1-2沿固定套筒2的轴向***细圆柱孔2-2内，且与固定套筒2固连；千分表1的数显端1-1露置在固定套筒2后部的外侧，数显端1-1显示数据为零时，弹簧3处于自由状态，且测量端1-3与挡板4的内端面接触。千分表1可以采用三丰公司生产的型号为543-471B的数显千分表。
如图7和图8所示，本发明的搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置使用时，将搅拌头5的搅拌针5-2沿固定套筒2的轴向***固定套筒2内，***过程中通过四条辅助定位刻度线2-4来保证搅拌针5-2的同轴***；随着搅拌针5-2***深度的增加，挡板4将千分表1的测量端1-3压入固定端1-2内，进而在数显端1-1上显示出相应的数据，当搅拌针5-2完全***固定套筒2内时，轴肩5-1的下端面卡在固定套筒2的前端面上，此时数显端1-1显示的数据即为搅拌针5-2的长度；测量完毕后，搅拌针5-2从固定套筒2中拔出，挡板4在弹簧3的恢复力作用下回到原始位置，准备进行下次测量。
实际应用时，在搅拌针5-2初次使用时记录其初始测量值，并按技术要求允许的最大磨损量，计算得出最小测量值；然后在每次焊接前采用本发明的测量装置测量一次搅拌针5-2的剩余长度，当发现测量值接近技术要求的最小测量值时，加大测量频率，以确保及时发现测量值达到技术要求的最小测量值的时刻，此时即认为若继续使用该搅拌头5进行焊接制造，将不能得到质量稳定可靠的焊接接头。按照技术要求，此时焊接操作人员应对该搅拌头5进行更换。

Claims (1)

1.搅拌摩擦焊搅拌针长度测量装置，其特征在于，该装置包括千分表(1)、固定套筒(2)、弹簧(3)和挡板(4)；
固定套筒(2)整体为T字形套筒结构，固定套筒(2)的前部沿轴向设有粗圆柱孔(2-1)，粗圆柱孔(2-1)的孔径大于搅拌针(5-2)的最大外径且小于搅拌头轴肩(5-1)的外径，后部沿轴向设有细圆柱孔(2-2)，粗圆柱孔(2-1)和细圆柱孔(2-2)相通且二者均与固定套筒(2)同轴设置；固定套筒(2)的前部端面上设有至少三条辅助定位刻度线(2-4)，至少三条辅助定位刻度线(2-4)沿固定套筒(2)前部端面的径向设置，每条辅助定位刻度线(2-4)均相同；
弹簧(3)沿轴向放置在粗圆柱孔(2-1)内，弹簧(3)的一端与粗圆柱孔(2-1)的底面固连，弹簧(3)的另一端与挡板(4)的内端面固连；挡板(4)的直径与粗圆柱孔(2-1)的孔径相等，挡板(4)放置在粗圆柱孔(2-1)的前端部，弹簧(3)处于自由状态时，挡板(4)的外端面与固定套筒(2)的前端面共面；
千分表(1)的测量端(1-3)沿固定套筒(2)的轴向***弹簧(3)内，千分表(1)的固定端(1-2)沿固定套筒(2)的轴向***细圆柱孔(2-2)内，且与固定套筒(2)固连；千分表(1)的数显端(1-1)露置在固定套筒(2)后部的外侧，数显端(1-1)显示数据为零时，弹簧(3)处于自由状态，且测量端(1-3)与挡板(4)的内端面接触。
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