CN117428321B - 一种龙门式摩擦焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门式摩擦焊接设备，属于摩擦焊接技术领域，包括床身、滑动连接在床身上的滑台、机架、固定在机架上的龙门架，所述龙门架上移动设置有升降架，所述升降架上安装有主轴箱，所述升降架上安装有升降电机用于驱动主轴箱升降，所述主轴箱的主轴底端安装有夹具，用于夹持工件，所述滑台上安装有加工台以及多个转角油缸，用于固定钛板；本发明在摩擦焊接前，可对工件与钛板的接触面进行打磨，打磨后快速进行焊接，减少工件的等待时间，从而避免工件被污染，保证焊接质量。

Description

一种龙门式摩擦焊接设备

技术领域

本发明涉及摩擦焊接技术领域，具体涉及一种龙门式摩擦焊接设备。

背景技术

摩擦焊接是一种通过在两个工件之间施加压力和产生热量来实现焊接的方法，例如在钛板上焊接工件时，将钛板固定在机床上，然后将工件逐个焊接在钛板上。

在摩擦焊接前，需要对工件进行打磨以清除接触面的氧化物和污垢，提供均匀的接触面，从而保证焊接质量，目前都是在焊接前通过人工将工件全部打磨好，增加了劳动强度，并且当一个工件在焊接时，其余工件在等待过程中，容易受到车间杂质污染，接触面若沾上杂质，在焊接时无法保证焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种龙门式摩擦焊接设备，解决以下技术问题：现有的工件在焊接前需要打磨，增加劳动强度，并且依旧有被污染的风险，影响焊接质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种龙门式摩擦焊接设备，包括床身、滑动连接在床身上的滑台、机架、固定在机架上的龙门架，所述龙门架上移动设置有升降架，所述升降架上安装有主轴箱，所述升降架上安装有升降电机用于驱动主轴箱升降，所述主轴箱的主轴底端安装有夹具，用于夹持工件，所述滑台上安装有加工台以及多个转角油缸，用于固定钛板；

所述主轴箱的底部设置有支撑板，所述支撑板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有打磨机构，用于打磨工件的焊接处，所述打磨机构包括转动板，所述转动板与驱动电机的输出轴固定连接，所述转动板上表面固定有安装柱，所述安装柱的顶部固定有安装板，所述安装板的上表面开设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有第一滑块，所述第一滑块上固定有移动板，所述移动板的上表面安装有打磨板，所述安装板上还安装有驱动机构，用于驱动移动板往复移动。

作为本发明进一步的方案：所述主轴箱的一侧壁上安装有支架，所述支架上转动安装有支撑杆，所述支撑杆的底端与支撑板固定连接，所述主轴箱的底壁上固定有安装座，所述安装座的侧壁上安装有液压缸，所述液压缸的输出轴固定有推动球，且所述推动球与支撑杆相接触。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构包括齿条和转轴，所述齿条固定在移动板的侧壁上，所述转轴转动安装在安装板上，所述转轴上固定有扇形齿轮，所述扇形齿轮与齿条啮合，所述扇形齿轮上固定有摆动杆，所述摆动杆远离扇形齿轮的一端套设有摆动轴，所述安装板的侧壁上固定有安装架，所述安装架上转动安装有转动筒，所述转动筒的侧壁沿周向开设有导向槽，所述摆动轴的底端与导向槽滑动连接，所述导向槽为开设在转动筒外壁上首尾相连的螺旋槽。

作为本发明进一步的方案：所述安装架的一侧安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与转动筒连接，用于驱动转动筒旋转。

作为本发明进一步的方案：所述摆动杆的顶部固定有涂油块，所述涂油块为矩形空腔结构，所述涂油块的顶壁上阵列开设有多个涂油孔。

作为本发明进一步的方案：转动筒的侧壁沿圆周方向阵列设置有多个推块，所述转动板的上表面开设有第二滑槽，所述第二滑槽内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块上固定有箱体，所述第二滑槽内连接有拉簧，所述拉簧的一端与第二滑块连接，所述箱体的顶部连接有出油管，且所述出油管上安装有压力阀，所述出油管的一端与涂油块的空腔相连通，所述箱体上还连接有加注管，所述箱体靠近推块的侧壁上活动设置有从动杆，所述从动杆的一端固定有活塞板，所述活塞板与箱体的内壁之间连接有第一弹簧，所述箱体的一侧壁上固定有弧形块，所述主轴箱下表面的一侧固定有弹簧伸缩杆。

作为本发明进一步的方案：所述活塞板的一侧与箱体一侧内壁上均设置有移动杆和限位块，所述限位块固定在移动杆的下方，两个移动杆之间连接有橡胶材质的承接板，所述限位块上连接有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与移动杆连接。

作为本发明进一步的方案：所述活塞板的一侧与箱体一侧内壁上均固定导向限位杆，所述移动杆上开设有限位槽，所述导向限位杆与限位槽滑动连接。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过设置升降架、主轴箱、夹具、加工台、转角油缸和打磨机构等结构，在焊接前，先通过夹具将工件夹持，通过打磨结构对工件与钛板的接触面进行打磨，并且打磨过程自动进行，减轻工作强度，多个转角油缸将钛板固定在加工台上，在完成打磨后，即可进行焊接，打磨与焊接间隔时间少，工件被污染的概率大大降低；

（2）本发明通过驱动机构来驱动移动板往复移动，从而使打磨板不停地往复移动，对工件底部进行打磨，打磨全面且高效，液压缸利用推动球来改变支架的角度，在打磨时将支撑板和打磨机构送入工件的下方，焊接时将其推走，不会影响打磨的进行；

（3）本发明通过设置涂油块，在涂油块上设置有涂油孔，在涂油块内添加黄油，在打磨过后，再对打磨处涂抹黄油，有助于减小焊接过程中的摩擦和磨损，提高良好的表面润滑，使焊接更加顺畅，并且防止氧化的发生，有助于提高焊接处的质量和可靠性；

（4）本发明通过设置箱体，在箱体内添加黄油，并且配合推块、活塞板、第一弹簧等结构，在打磨时，使箱体不断晃动，在涂抹黄油时，弹簧伸缩杆对箱体进行限位，推块推动从动杆移动，配合活塞板，将黄油挤出，然后涂抹在工件的底部，简单方便。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明主轴箱和部分机构的结构示意图；

图3是本发明打磨机构的结构示意图；

图4是本发明实施例二的结构示意图；

图5是本发明箱体的内部结构示意图；

图6是本发明移动杆和导向槽的结构示意图。

图中：1、床身；2、滑台；3、机架；4、龙门架；5、升降架；6、主轴箱；7、加工台；8、转角油缸；9、夹具；10、支架；11、支撑杆；12、安装座；13、液压缸；14、推动球；15、支撑板；16、驱动电机；17、打磨机构；1701、转动板；1702、安装柱；1703、安装板；1704、第一滑槽；1705、移动板；1706、打磨板；1707、齿条；1708、转轴；1709、扇形齿轮；1710、摆动杆；1711、摆动轴；1712、安装架；1713、转动筒；1714、导向槽；1715、推块；18、第二滑槽；19、箱体；20、弧形块；21、出油管；22、涂油块；23、涂油孔；24、弹簧伸缩杆；25、从动杆；26、活塞板；27、第一弹簧；28、移动杆；29、承接板；30、限位块；31、第二弹簧；32、导向限位杆；33、限位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-3所示，本发明为一种龙门式摩擦焊接设备，包括床身1、滑动连接在床身1上的滑台2、机架3、固定在机架3上的龙门架4，龙门架4上移动设置有升降架5，升降架5上安装有主轴箱6，升降架5上安装有升降电机用于驱动主轴箱6升降，主轴箱6的主轴底端安装有夹具9，用于夹持工件，滑台2上安装有加工台7以及多个转角油缸8，用于固定钛板；主轴箱6的底部设置有支撑板15，支撑板15上安装有驱动电机16，驱动电机16的输出轴连接有打磨机构17，用于打磨工件的焊接处，打磨机构17包括转动板1701，转动板1701与驱动电机16的输出轴固定连接，转动板1701上表面固定有安装柱1702，安装柱1702的顶部固定有安装板1703，安装板1703的上表面开设有第一滑槽1704，第一滑槽1704内滑动连接有第一滑块，第一滑块上固定有移动板1705，移动板1705的上表面安装有打磨板1706，安装板1703上还安装有驱动机构，用于驱动移动板1705往复移动；定义滑台2的长度方向为X轴，行程为2000mm，龙门架4的延伸方向为Y轴，行程为1600mm，竖直方向为Z轴，行程为600mm，先将钛板通过转角油缸8固定在加工台7上，然后将工件利用夹具9进行夹持，通过驱动机构驱动移动板1705和打磨板1706往复移动，对工件的底部（即与钛板的接触面）进行打磨，打磨后将支撑板15移开，即可进行焊接。

参阅图1-2，主轴箱6的一侧壁上安装有支架10，支架10上转动安装有支撑杆11，支撑杆11的底端与支撑板15固定连接，主轴箱6的底壁上固定有安装座12，安装座12的侧壁上安装有液压缸13，液压缸13的输出轴固定有推动球14，且推动球14与支撑杆11相接触；在打磨完成后，启动液压缸13，通过推动球14推动支撑杆11的角度发生改变，从而将支撑板15从工件的下方移走，不会影响打磨的进行。

参阅图3，驱动机构包括齿条1707和转轴1708，齿条1707固定在移动板1705的侧壁上，转轴1708转动安装在安装板1703上，转轴1708上固定有扇形齿轮1709，扇形齿轮1709与齿条1707啮合，扇形齿轮1709上固定有摆动杆1710，摆动杆1710远离扇形齿轮1709的一端套设有摆动轴1711，安装板1703的侧壁上固定有安装架1712，安装架1712上转动安装有转动筒1713，转动筒1713的侧壁沿周向开设有导向槽1714，摆动轴1711的底端与导向槽1714滑动连接，导向槽1714为开设在转动筒1713外壁上首尾相连的螺旋槽，安装架1712的一侧安装有旋转电机，旋转电机的输出轴与转动筒1713连接，用于驱动转动筒1713旋转；打磨时，启动旋转电机带动转动筒1713转动，转动筒1713在转动的过程中，由于导向槽1714的存在，导向槽1714为一个闭合的环形，而摆动轴1711的底端与导向槽1714滑动连接，使得摆动杆1710以转轴1708为圆心不断地进行摆动，从而带动扇形齿轮1709摆动，配合齿条1707，使移动板1705和打磨板1706往复移动，对工件底部进行打磨。

实施例二：

为了进一步提高焊接的质量和可靠性，本实施例中，参阅图4，摆动杆1710的顶部固定有涂油块22，涂油块22为矩形空腔结构，涂油块22的顶壁上阵列开设有多个涂油孔23；涂油块22随着摆动杆1710而一同摆动，在打磨完成后，利用驱动电机16带动转动板1701转动180°，使打磨板1706和涂油块22调转位置，即可在工件底部涂抹黄油，有助于减小焊接过程中的摩擦和磨损，提高良好的表面润滑，使焊接更加顺畅，并且防止氧化的发生，有助于提高焊接处的质量和可靠性。

参阅图4-5，转动筒1713的侧壁沿圆周方向阵列设置有多个推块1715，转动板1701的上表面开设有第二滑槽18，第二滑槽18内滑动连接有第二滑块，第二滑块上固定有箱体19，第二滑槽18内连接有拉簧，拉簧的一端与第二滑块连接，箱体19的顶部连接有出油管21，且出油管21上安装有压力阀，出油管21的一端与涂油块22的空腔相连通，箱体19上还连接有加注管，箱体19靠近推块1715的侧壁上活动设置有从动杆25，从动杆25的一端固定有活塞板26，活塞板26与箱体19的内壁之间连接有第一弹簧27，箱体19的一侧壁上固定有弧形块20，主轴箱6下表面的一侧固定有弹簧伸缩杆24；在箱体19内加注适量的黄油，打磨时转动筒1713不断转动，推块1715与从动杆25配合，第二滑槽18内设置有拉簧，配合推块1715的共同作用，箱体19不断地晃动，避免黄油凝固，由于箱体19内充满黄油，并且出油管21上有压力阀，箱体19内还设置有第一弹簧27，此时的黄油并不会通过出油管21排出，需要涂抹黄油时，转动板1701转动180°，箱体19上的弧形块20与弹簧伸缩杆24接触，箱体19无法再移动，此时推块1715会推动从动杆25和活塞板26移动，通过加压的方式将黄油通过出油管21挤出，然后通过涂油孔23溢出，涂油块22可采用柔性材质，如橡胶，且从动杆25的行程有限，黄油排出量不会过多，即可自动对工件完成涂油操作。

参阅图5-6，活塞板26的一侧与箱体19一侧内壁上均设置有移动杆28和限位块30，限位块30固定在移动杆28的下方，两个移动杆28之间连接有橡胶材质的承接板29，限位块30上连接有第二弹簧31，第二弹簧31的一端与移动杆28连接，活塞板26的一侧与箱体19一侧内壁上均固定导向限位杆32，移动杆28上开设有限位槽33，导向限位杆32与限位槽33滑动连接；黄油在加入箱体19内后，位于承接板29上，随着黄油质量的增加，承接板29和移动杆28逐渐下降，在挤出黄油时，承接板29可以弯曲，随着黄油质量的减少，质量减轻，在第二弹簧31的作用下，承接板29和移动杆28逐渐升高，这样可以保证每次都能挤出定量的黄油，工作人员只需要定期向箱体19内加注即可。

本发明的工作原理：先将钛板通过转角油缸8固定在加工台7上，然后将工件利用夹具9进行夹持，然后液压缸13的输出轴收缩，支撑杆11的角度发生改变，当支撑板15保持水平后即可关闭液压缸13，此时打磨板1706位于工件的下方，启动旋转电机（未图示）带动转动筒1713转动，转动筒1713在转动的过程中，由于导向槽1714的存在，导向槽1714为一个闭合的环形，而摆动轴1711的底端与导向槽1714滑动连接，使得摆动杆1710以转轴1708为圆心不断地进行摆动，从而带动扇形齿轮1709摆动，配合齿条1707，使移动板1705和打磨板1706往复移动，对工件底部进行打磨；

打磨完成后，利用驱动电机16带动转动板1701转动180°，使打磨板1706和涂油块22调转位置，箱体19上的弧形块20与弹簧伸缩杆24接触，箱体19无法再移动，此时推块1715会推动从动杆25和活塞板26移动，通过加压的方式将黄油通过出油管21挤出，然后通过涂油孔23溢出，在此过程中，涂油块22也在不断摆动，对打磨处涂抹黄油，在打磨、涂油工作完成后，启动液压缸13，通过推动球14推动支撑杆11的角度发生改变，从而将支撑板15从工件的下方移走；

然后利用升降架5带动主轴箱6下降，工件接触钛板后，进行摩擦焊接，焊接完成后，夹具9松开，换上新的工件，并且移动到下一个焊接工位进行焊接，在移动过程中即可进行打磨、涂油操作，不会耽误焊接进度，直到最后一个工位焊接完成，加工台7回到起始点位，人工完成下料，进行下一个工件循环。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种龙门式摩擦焊接设备，包括床身（1）、滑动连接在床身（1）上的滑台（2）、机架（3）、固定在机架（3）上的龙门架（4），其特征在于，所述龙门架（4）上移动设置有升降架（5），所述升降架（5）上安装有主轴箱（6），所述升降架（5）上安装有升降电机用于驱动主轴箱（6）升降，所述主轴箱（6）的主轴底端安装有夹具（9），用于夹持工件，所述滑台（2）上安装有加工台（7）以及多个转角油缸（8），用于固定钛板；

所述主轴箱（6）的底部设置有支撑板（15），所述支撑板（15）上安装有驱动电机（16），所述驱动电机（16）的输出轴连接有打磨机构（17），用于打磨工件的焊接处，所述打磨机构（17）包括转动板（1701），所述转动板（1701）与驱动电机（16）的输出轴固定连接，所述转动板（1701）上表面固定有安装柱（1702），所述安装柱（1702）的顶部固定有安装板（1703），所述安装板（1703）的上表面开设有第一滑槽（1704），所述第一滑槽（1704）内滑动连接有第一滑块，所述第一滑块上固定有移动板（1705），所述移动板（1705）的上表面安装有打磨板（1706），所述安装板（1703）上还安装有驱动机构，用于驱动移动板（1705）往复移动；

所述驱动机构包括齿条（1707）和转轴（1708），所述齿条（1707）固定在移动板（1705）的侧壁上，所述转轴（1708）转动安装在安装板（1703）上，所述转轴（1708）上固定有扇形齿轮（1709），所述扇形齿轮（1709）与齿条（1707）啮合，所述扇形齿轮（1709）上固定有摆动杆（1710），所述摆动杆（1710）远离扇形齿轮（1709）的一端套设有摆动轴（1711），所述安装板（1703）的侧壁上固定有安装架（1712），所述安装架（1712）上转动安装有转动筒（1713），所述转动筒（1713）的侧壁沿周向开设有导向槽（1714），所述摆动轴（1711）的底端与导向槽（1714）滑动连接，所述导向槽（1714）为开设在转动筒（1713）外壁上首尾相连的螺旋槽；

所述摆动杆（1710）的顶部固定有涂油块（22），所述涂油块（22）为矩形空腔结构，所述涂油块（22）的顶壁上阵列开设有多个涂油孔（23）；

转动筒（1713）的侧壁沿圆周方向阵列设置有多个推块（1715），所述转动板（1701）的上表面开设有第二滑槽（18），所述第二滑槽（18）内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块上固定有箱体（19），所述第二滑槽（18）内连接有拉簧，所述拉簧的一端与第二滑块连接，所述箱体（19）的顶部连接有出油管（21），所述出油管（21）的一端与涂油块（22）的空腔相连通，且所述出油管（21）上安装有压力阀，所述箱体（19）上还连接有加注管，所述箱体（19）靠近推块（1715）的侧壁上活动设置有从动杆（25），所述从动杆（25）的一端固定有活塞板（26），所述活塞板（26）与箱体（19）的内壁之间连接有第一弹簧（27），所述箱体（19）的一侧壁上固定有弧形块（20），所述主轴箱（6）下表面的一侧固定有弹簧伸缩杆（24）；

所述主轴箱（6）的一侧壁上安装有支架（10），所述支架（10）上转动安装有支撑杆（11），所述支撑杆（11）的底端与支撑板（15）固定连接，所述主轴箱（6）的底壁上固定有安装座（12），所述安装座（12）的侧壁上安装有液压缸（13），所述液压缸（13）的输出轴固定有推动球（14），且所述推动球（14）与支撑杆（11）相接触；

所述安装架（1712）的一侧安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与转动筒（1713）连接，用于驱动转动筒（1713）旋转；

所述活塞板（26）的一侧与箱体（19）一侧内壁上均设置有移动杆（28）和限位块（30），所述限位块（30）固定在移动杆（28）的下方，两个移动杆（28）之间连接有橡胶材质的承接板（29），所述限位块（30）上连接有第二弹簧（31），所述第二弹簧（31）的一端与移动杆（28）连接；

所述活塞板（26）的一侧与箱体（19）一侧内壁上均固定导向限位杆（32），所述移动杆（28）上开设有限位槽（33），所述导向限位杆（32）与限位槽（33）滑动连接。