JP6787764B2 - Friction stir welding tool - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦攪拌接合工具に関する。 The present invention relates to a friction stir welding tool.
近年、材料の接合手法として摩擦攪拌接合が用いられている(特許文献1参照)。
摩擦攪拌接合では、回転する接合ツールを被接合物に押し当て、摩擦熱で被接合物を流動化させて接合する。
摩擦攪拌接合において、接合ツールは、摩擦攪拌接合装置の主軸に装着され、被接合物の表面と交差方向の回転軸を中心に回転駆動される。そして、回転状態のまま被接合物の表面の接合部分に沿って移動される。
In recent years, friction stir welding has been used as a material joining method (see Patent Document 1).
In friction stir welding, a rotating joining tool is pressed against the object to be welded, and the object to be welded is fluidized and joined by frictional heat.
In friction stir welding, the joining tool is mounted on the spindle of the friction stir welding device and is rotationally driven around a rotation axis in the direction intersecting the surface of the object to be joined. Then, it is moved along the joint portion on the surface of the object to be joined in the rotating state.
摩擦攪拌接合装置では、接合ツールを高トルクで回転させつつ、軸移動(ツールの移動もしくはワークの移動)により、圧力をかけて摩擦熱を得るため、専用の装置が多用される。一方、主軸の回転、ツールの移動またはワークの移動であれば、汎用の工作機械で代行も可能である。
接合ツールとしては、例えば円柱状のツール本体の下端面に、同軸で下向きに円錐状のピンを形成したものが用いられる。ピンの周囲には段差状のショルダが形成される。
摩擦攪拌接合の動作時には、ピンが被接合物の内部に圧入され、ショルダは被接合物の表面に向かい合う状態に維持される。そして、回転するピンと被接合物との摩擦により摩擦部位が高温となり、被接合物が攪拌されて接合される。
In the friction stir welding device, a dedicated device is often used in order to obtain frictional heat by applying pressure by axial movement (movement of the tool or movement of the work) while rotating the joining tool with high torque. On the other hand, if it is the rotation of the spindle, the movement of the tool, or the movement of the work, a general-purpose machine tool can be used as a substitute.
As the joining tool, for example, a tool in which a conical pin coaxially downward is formed on the lower end surface of a columnar tool body is used. A stepped shoulder is formed around the pin.
During the friction stir welding operation, the pins are press-fitted into the workpiece and the shoulder is maintained facing the surface of the workpiece. Then, the friction portion becomes hot due to the friction between the rotating pin and the object to be joined, and the object to be joined is agitated and joined.
前述のように、摩擦攪拌接合では、接合動作に伴って接合部が高温となり、接合ツールを介して工作機械の主軸へと熱が伝導される。
専用の摩擦攪拌接合装置では、接合ツールからの熱に対する処置がなされている。しかし、汎用の工作機械では、通常の切削加工の範囲でしか、主軸ないし主軸ヘッドに熱が伝導されて高温になるという状況を想定していない。
このため、汎用の工作機械に接合ツールを装着し、摩擦攪拌接合を行う場合、主軸に伝導される熱により、主軸あるいは主軸を支持する軸受ほかの機構部分に好ましくない影響が及ぶ可能性がある。例えば、主軸ヘッドのメインベアリングの損傷、リテーナー部の損傷、熱膨張による回転軸線の芯振れ、テーパシャンク部分におけるフレッチング損傷などが懸念される。
As described above, in friction stir welding, the temperature of the joint becomes high as the joint operation occurs, and heat is conducted to the spindle of the machine tool via the joint tool.
In the dedicated friction stir welding device, the heat from the joining tool is treated. However, general-purpose machine tools do not assume a situation in which heat is conducted to the spindle or spindle head and becomes high temperature only within the range of normal cutting.
For this reason, when a joining tool is attached to a general-purpose machine tool and friction stir welding is performed, the heat conducted to the spindle may adversely affect the spindle or bearings and other mechanical parts that support the spindle. .. For example, there are concerns about damage to the main bearing of the spindle head, damage to the retainer portion, runout of the rotating axis due to thermal expansion, and fretting damage at the tapered shank portion.
本発明の目的は、工作機械の主軸への熱伝導を抑制できる摩擦攪拌接合工具を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a friction stir welding tool capable of suppressing heat conduction to a spindle of a machine tool.
本発明の摩擦攪拌接合工具は、工作機械の主軸に装着される摩擦攪拌接合工具であって、前記主軸に接続されるシャンク部と、前記シャンク部に接続されたチャック部と、前記チャック部に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツールと、を有し、前記チャック部の周面には冷却ジャケットが形成され、前記冷却ジャケットには冷媒を通す冷媒通路が形成されていることを特徴とする。 The friction stir welding tool of the present invention is a friction stir welding tool mounted on a spindle of a machine tool, and is attached to a shank portion connected to the spindle, a chuck portion connected to the shank portion, and the chuck portion. It has a connecting tool for friction stir welding, and is characterized in that a cooling jacket is formed on the peripheral surface of the chuck portion, and a refrigerant passage for passing a refrigerant is formed in the cooling jacket. ..
本発明では、冷媒通路にエアまたはクーラントなどの冷媒を供給することで、この冷媒が冷却ジャケットを通過し、通過する際にチャック部を冷却することができる。このため、摩擦攪拌接合の動作に伴って、接合ツールが高温になっても、その熱はチャック部で冷却され、シャンク部ないし主軸への熱伝導を抑制することができる。 In the present invention, by supplying a refrigerant such as air or coolant to the refrigerant passage, the refrigerant passes through the cooling jacket, and the chuck portion can be cooled when the refrigerant passes through the cooling jacket. Therefore, even if the temperature of the joining tool becomes high due to the operation of friction stir welding, the heat is cooled by the chuck portion, and heat conduction to the shank portion or the spindle can be suppressed.
本発明の摩擦攪拌接合工具において、前記冷媒通路は、前記シャンク部に形成されたセンタホールに接続され、前記冷媒は前記主軸のセンタスルーエアまたはセンタスルークーラントであることが望ましい。 In the friction stir welding tool of the present invention, it is desirable that the refrigerant passage is connected to a center hole formed in the shank portion, and the refrigerant is center-through air or center-through coolant of the spindle.
本発明では、主軸を通して冷媒を供給することができ、工具全体を主軸とともに回転させることができ、構造を簡素にできる。また、冷媒として、工作機械の主軸に一般的に具備されるセンタスルーエアまたはセンタスルークーラントを利用するため、特別な冷媒供給装置を準備する必要がない。
なお、シャンク部のセンタホールを利用しない場合、回転する工具に外部から冷媒を供給する装備として、スルーツール工具への冷媒供給のような、主軸ヘッドに接続される固定部を設けて冷媒を受け取り、回転するシャンク部およびチャック部に冷媒を引き渡すような構成を別途設けることが望ましい。
In the present invention, the refrigerant can be supplied through the spindle, the entire tool can be rotated together with the spindle, and the structure can be simplified. Further, since the center-through air or the center-through coolant generally provided in the spindle of the machine tool is used as the refrigerant, it is not necessary to prepare a special refrigerant supply device.
When the center hole of the shank is not used, as a device for supplying the refrigerant from the outside to the rotating tool, a fixing portion connected to the spindle head such as a refrigerant supply to the through tool tool is provided to receive the refrigerant. It is desirable to separately provide a configuration for delivering the refrigerant to the rotating shank portion and chuck portion.
本発明の摩擦攪拌接合工具において、前記シャンク部と前記チャック部との間には、断熱部が介装されていることが望ましい。
本発明では、接合ツールからチャック部に熱伝導があっても、断熱部により熱を遮断することができ、さらにシャンク部ないし主軸への熱伝導を抑制できる。
断熱部としては、断熱材料で形成された接続部材、接合部分の接触面積を小さくした断熱構造なども利用できる。
In the friction stir welding tool of the present invention, it is desirable that a heat insulating portion is interposed between the shank portion and the chuck portion.
In the present invention, even if there is heat conduction from the joining tool to the chuck portion, heat can be blocked by the heat insulating portion, and heat conduction to the shank portion or the spindle can be suppressed.
As the heat insulating portion, a connecting member formed of a heat insulating material, a heat insulating structure in which the contact area of the joint portion is reduced, and the like can also be used.
本発明の摩擦攪拌接合工具において、前記接合ツールに接触する前記チャック部の表面、または前記チャック部に接触する前記接合ツールの表面に、接触防止用の凹部が形成されていることが望ましい。
本発明では、接合ツールとチャック部との間で、凹部により接触面積が小さく形成されているので、接合ツールからチャック部への熱伝導を抑制できる。
凹部としては、接合ツールの端面またはチャック部の底面に十文字状の凸部を残すような凹部であることが好ましい。
In the friction stir welding tool of the present invention, it is desirable that a recess for preventing contact is formed on the surface of the chuck portion in contact with the joining tool or the surface of the joining tool in contact with the chuck portion.
In the present invention, since the contact area is formed to be small by the recesses between the joining tool and the chuck portion, heat conduction from the joining tool to the chuck portion can be suppressed.
The concave portion is preferably a concave portion that leaves a cross-shaped convex portion on the end surface of the joining tool or the bottom surface of the chuck portion.
本発明の摩擦攪拌接合工具において、前記シャンク部は、前記主軸と接触するテーパ部の表面に、接触防止用の凹部が形成されていることが望ましい。
本発明では、シャンク部まで熱伝導があったとしても、凹部により接触面積が小さく形成されているので、主軸への熱伝導を抑制できる。
凹部としては、テーパ部の中間太さ部分に形成することが有効であり、大径リング部と小径リング部との2箇所で主軸と接触する構成(大径リング部と小径リング部との間が凹部)、あるいは大径リング部だけで主軸と接触する構成(大径リング部以外が全て凹部)とすることができる。
In the friction stir welding tool of the present invention, it is desirable that the shank portion has a recess for preventing contact formed on the surface of the tapered portion that comes into contact with the main shaft.
In the present invention, even if there is heat conduction to the shank portion, the contact area is formed to be small by the recesses, so that heat conduction to the main shaft can be suppressed.
As the concave portion, it is effective to form it in the intermediate thickness portion of the tapered portion, and the configuration is such that the large diameter ring portion and the small diameter ring portion come into contact with the main shaft at two locations (between the large diameter ring portion and the small diameter ring portion). Is a recess), or a configuration in which only the large-diameter ring portion is in contact with the spindle (all other than the large-diameter ring portion is a recess).
本発明の摩擦攪拌接合工具において、前記チャック部の周面には、前記チャック部の温度に応じて外観が変化する温度マーカが設置されていることが望ましい。
本発明では、温度マーカにより、動作時のチャック部の温度を監視することができ、過熱状態などを目視確認することで、主軸への影響を未然に回避できる。
温度マーカとしては、温度に応じて表面全体の色彩や明暗が変化するものが好ましい。このように表面全体の外観が変化するものであれば、回転状態であっても外部から識別することができる。数字や文字による表示は、回転状態で判読できないため、温度マーカとしては好ましくない。ただし、回転方向に連続する縞模様の数や太さで表示するものなどであれば、回転状態でも識別することができる。
In the friction stir welding tool of the present invention, it is desirable that a temperature marker whose appearance changes according to the temperature of the chuck portion is installed on the peripheral surface of the chuck portion.
In the present invention, the temperature of the chuck portion during operation can be monitored by the temperature marker, and the influence on the spindle can be avoided by visually checking the overheated state or the like.
As the temperature marker, it is preferable that the color and brightness of the entire surface change according to the temperature. If the appearance of the entire surface changes in this way, it can be identified from the outside even in the rotating state. The display by numbers and letters is not preferable as a temperature marker because it cannot be read in a rotating state. However, if it is displayed by the number and thickness of striped patterns that are continuous in the rotation direction, it can be identified even in the rotation state.
本発明によれば、工作機械の主軸への熱伝導を抑制できる摩擦攪拌接合工具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a friction stir welding tool capable of suppressing heat conduction to a spindle of a machine tool.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2において、本実施形態の摩擦攪拌接合工具1は、工作機械の主軸8に装着されて、被接合物7の摩擦攪拌接合を行うものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIGS. 1 and 2, the friction
本実施形態の工作機械としては、主軸8の回転およびワーク(本実施形態では被接合物7だが工作機械として用いる際には被切削物)に対する主軸8の相対移動が可能な各種の形式が利用でき、主軸8および摩擦攪拌接合工具1を、被接合物7に対して任意の位置へと移動可能である。
工作機械において、主軸8は工作機械の主軸ヘッドに回転自在に支持され、主軸ヘッドに設置されたモータにより回転駆動される。
As the machine tool of the present embodiment, various types capable of rotating the
In a machine tool, the
摩擦攪拌接合工具1は、主軸8に接続されるシャンク部20と、シャンク部20に接続されたチャック部30と、チャック部30に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツール10と、を有する。
シャンク部20とチャック部30との間には、断熱部40が介装されている。チャック部30の周面には、冷却ジャケット50が形成されている。冷却ジャケット50には、冷媒を供給する冷媒通路60が形成されている。
さらに、チャック部30の周面には、チャック部30の温度に応じて外観が変化する温度マーカ70が設置されている。
The friction
A
Further, a
接合ツール10は、摩擦攪拌接合用の工具であり、ツール本体11の先端にショルダ12およびピン13を有する。
接合ツール10は、回転状態で被接合物7に圧入されることで、先端のピン13が被接合物7の材料を加熱溶融させつつ被接合物7内に圧入され、被接合物7の継ぎ目を溶融接合することができる。
The joining
When the
シャンク部20は、JISB6339−2:2011に定められた自動工具交換用7/24テーパシャンク(BTタイプ)とされ、同規格に対応するJISB6340−2:2011に基づく主軸8に着脱可能である。
シャンク部20は、主軸8の円錐面状のチャック孔81に対応したテーパコーン21(テーパ部)を有する。
The
The
テーパコーン21には、周面の回転軸線方向の中間部に凹部22が形成され、凹部22の小径側に小径リング部23が形成され、凹部22の大径側に大径リング部24が形成されている。
小径リング部23および大径リング部24は、テーパコーン21の元の表面に対して、凹部22を形成することで、表面が残された部分として形成され、凹部22に対して凸状となっている。
In the tapered
The small-
シャンク部20を主軸8に装着した際、凹部22はチャック孔の内周面に接触せず、小径リング部23および大径リング部24だけがチャック孔に密着する。これにより、シャンク部20と主軸8とが互いに密着する面積は、凹部22がなくテーパコーン21の全体が、チャック孔に密着した場合の数分の一程度に小さくなり、当該部分での熱伝導が抑制されている。
チャック孔に密着する小径リング部23および大径リング部24は、接合ツール10で摩擦攪拌接合を行う際に、必要なトルクを十分に伝達できる面積、外径および軸方向の幅とされている。
When the
The small-
チャック部30は、ツール本体11が挿入可能な保持孔31を有する筒状の部材であり、側面には2方向から固定ねじ32がねじ込まれている。
ツール本体11が挿入された状態で、固定ねじ32を締め付けることで、ツール本体11が保持孔31の内部で固定され、これにより接合ツール10は、チャック部30ないしシャンク部20と同一の回転軸線上に保持される。
The
By tightening the fixing
断熱部40は、シャンク部20とチャック部30との間に介装された円筒状の部材であり、各々に対して固定されている。
断熱部40は、セラミックスなどの低熱伝導材料で形成され、接合ツール10からの熱でチャック部30が高温になっても、シャンク部20への熱伝導を大幅に低減ないし遮断することができる。
断熱部40とシャンク部20とを接続するボルト42と、断熱部40とチャック部30とを接続するボルト43とは、それぞれ独立しており、シャンク部20とチャック部30との熱伝導経路中に、必ず低熱伝導材料が介在するように構成されている。
断熱部40にはセンタホール41が形成され、センタホール41はシャンク部20のセンタホール25に連通されている。
The
The
The
A
接合ツール10は、チャック部30に対して、固定ねじ32とツール本体11の周面との間、および、固定ねじ32とは反対側のツール本体11の周面と保持孔31の内周面との間で接触する。
固定ねじ32および保持孔31の内周面との間の接触は、ツール本体11の周面の全体面積に比べて十分小さく、接合ツール10からの熱伝導を抑制することができる。
チャック部30の保持孔31は底面が開放され、接合ツール10の底面は断熱部40と接触することで受けられる。
The joining
The contact between the fixing
The bottom surface of the holding
接合ツール10において、ツール本体11の端面には、接触防止用の凹部として「+」字状の切欠き14が形成され、4つの扇状の凸部15が形成されている。このような凸部15だけで保持孔31の底面にあたる断熱部40と接触させることで、ツール本体11の端面と断熱部40との接触部分においても、熱伝導の抑制が図られている。
ツール本体11の切欠き14は、中心部が断熱部40のセンタホール41に連通され、このセンタホール41を介してシャンク部20のセンタホール25に連通されている。切欠き14は、ツール本体11の外周面まで達しており、切欠き14はツール本体11の外周面と保持孔31の内周面との間の隙間に連通されている。
In the joining
The central portion of the
冷却ジャケット50は、チャック部30の外周面を覆うケース部材51と、ケース部材51の内部に収容されたガイド部材52とを有する。
ケース部材51は、接合ツール10側の端部がチャック部30の周面の中間位置に配置され、反対側の端部が断熱部40に接続されている。
ケース部材51の外周面には、多数の放熱フィン53が形成されている。
The cooling
The end of the
A large number of
ガイド部材52は、ケース部材51の内部に設置され、内部に形成される空間を導入部61と排出部62とに仕切っている。ガイド部材52の外周面には、螺旋状の凹溝が形成されており、ケース部材51の内周面との間に螺旋状通路63を形成している。螺旋状通路63は、一端が導入部61に連通され、他端が排出部62に連通されている。
The
冷媒通路60は、冷却ジャケット50に形成される導入部61、排出部62および螺旋状通路63を含んで構成される。
導入部61は、チャック部30の表裏を貫通する貫通孔64を介して保持孔31に連通され、保持孔31は接合ツール10の切欠き14、および断熱部40のセンタホール41を通して、シャンク部20のセンタホール25に連通されている。
排出部62は、排出孔65を介して外部に開放されている。
The
The
The
シャンク部20のセンタホール25は、主軸8に装着された際に、主軸8のセンタホール82に連通される。
この状態で、主軸8から冷媒として、センタスルーエアあるいはセンタスルークーラントを供給すると、これらは各センタホール82,25,41を通り、冷媒通路60へと導入される。
The
In this state, when center-through air or center-through coolant is supplied as the refrigerant from the
図2において、シャンク部20のセンタホール25から導入された冷媒Cは、径方向の切欠き14を通してツール本体11の外周に導かれ、チャック部30の内周面(保持孔31より一段外側に拡がった部分)との間の隙間を通って貫通孔64に導入される。貫通孔64に導入された冷媒Cは、ガイド部材52とチャック部30との間の隙間を通り、導入部61へと導入される。
導入部61へ導入された冷媒Cは、螺旋状通路63を所定の時間をかかって通過し、その間にチャック部30を冷却し、排出部62に達し、排出孔65から排出される。
In FIG. 2 , the refrigerant C introduced from the
The refrigerant C introduced into the
温度マーカ70は、チャック部30の接合ツール10に近い外周面に設置されている。
図4に示すように、温度マーカ70は、板状に形成された表示パネルであり、ねじ止めなどでチャック部30に固定されている。
温度マーカ70は、温度で色彩や明度が変化する感温材料を、パネルの表面に塗布または印刷したものであり、接合ツール10からの熱でチャック部30の温度が上昇した際に、色彩や明度が変化することで、温度上昇を外部から視認することができる。
The
As shown in FIG. 4 , the
The
温度マーカ70は、パネル全面の色彩や明度が変化するものであるため、チャック部30が回転状態であっても、外部から視認することができる。
図5に示すように、チャック部30が回転している場合、温度マーカ70は高速で移動するため、周方向に連続した帯状の移動軌跡71として目視される。
この際、例えば温度マーカ70の表示が文字等であれば、これを読み取ることは難しい。しかし、温度マーカ70は色彩や明度が変化するものであるため、移動軌跡71の色彩や明度の変化として、容易に視認することができる。
Since the
As shown in FIG. 5 , when the
At this time, for example, if the display of the
本実施形態においては、シャンク部20を主軸8に接続することで、摩擦攪拌接合工具1を工作機械に装着する。そして、工作機械で主軸8および摩擦攪拌接合工具1を移動させ、接合ツール10を被接合物7に対向させる。この状態で、主軸8を回転させることで、シャンク部20、チャック部30および接合ツール10が一体に回転駆動される。そして、接合ツール10を被接合物7に圧入することで、摩擦攪拌接合を行うことができる。
In the present embodiment, the friction
ここで、接合ツール10においては、被接合物7との摩擦により高温となり、接合ツール10からの熱がチャック部30へと熱が伝導される。
しかし、接合ツール10とチャック部30との間では、切欠き14(接触防止用の凹部)および凸部15により、相互の接触面積が小さく制限されており、接合ツール10からの熱伝導を抑制することができる。
また、チャック部30には冷却ジャケット50および冷媒通路60が設置され、接合ツール10からの熱伝導があっても、これを冷却することができる。
Here, in the joining
However, the contact area between the joining
Further, a cooling
さらに、チャック部30とシャンク部20との間には、断熱部40が介装されており、接合ツール10からの熱伝導があっても、これを制限または遮断することができる。
そして、シャンク部20と主軸8との間でも、凹部22により、相互の接触面積が小さく制限されており、接合ツール10からの熱伝導伝導を抑制することができる。
以上により、摩擦攪拌接合に伴って接合ツール10に高熱が生じても、この熱がチャック部30、シャンク部20を経て主軸8に伝導されることを抑制することができる。
Further, a
Further, even between the
As described above, even if high heat is generated in the joining
なお、冷媒通路60による冷却にあたっては、加工段階に応じて、センタスルーエアあるいはセンタスルークーラントを使い分けてもよい。
例えば、摩擦攪拌接合の加工動作中は、冷媒通路60にセンタスルーエアを通し、このエアでチャック部30を冷却する。通過したエアは、大気に放散される。
加工が完了したら、エアに替えて、冷媒通路60にセンタスルークーラントを通し、このクーラントでチャック部30を冷却する。通過したクーラントは、冷却ジャケット50から流下し、工作機械に設置されているクーラント回収経路で受けられて、クーラントタンクに回収される。
このような使い分けを行うことで、加工中はエアにより被接合物7にクーラントが付着することが回避できる。また、加工後は、クーラントにより短時間で冷却を行うことができる。なお、クーラント回収経路ないしクーラントタンクに、クーラント冷却装置が設置されていれば、加工後の冷却をさらに短時間で完了できる。
In cooling by the
For example, during the processing operation of friction stir welding, center through air is passed through the
When the processing is completed, the center through coolant is passed through the
By properly using the coolant in this way, it is possible to prevent the coolant from adhering to the object to be joined 7 due to air during processing. Further, after processing, cooling can be performed in a short time with a coolant. If a coolant cooling device is installed in the coolant recovery path or the coolant tank, cooling after processing can be completed in a shorter time.
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
接合ツール10としては、既存の部品をそのまま利用することができる。既存の部品であっても、その端部に切欠き14を設けて凸部15を形成することができる。
シャンク部20における凹部22の範囲などは、実施にあたって適宜設計すればよい。前述した通り、チャック孔に密着する小径リング部23および大径リング部24において、接合ツール10で摩擦攪拌接合を行う際に必要なトルクを十分に伝達できる面積、外径および軸方向の幅が確保できればよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
As the joining
The range of the
シャンク部20において、小径リング部23および大径リング部24の両方を形成することは必須ではない。
図6において、シャンク部20Aのテーパコーン21には、小径の端部まで凹部22が形成されており、大径側の大径リング部24だけが設けられている。
シャンク部20Aにおいては、大径リング部24だけで主軸8と接触するが、大径リング部24の回転中心の軸線方向の長さが所定長さであれば、軸線方向も正しく規制できる。
さらに、凹部22によるシャンク部20の接触面積低減は、本発明に必須ではなく、適宜省略してもよい。
It is not essential that both the small
In FIG. 6 , the tapered
In the
Further, reducing the contact area of the
断熱部40は、低摩擦材料を用いた中実部材に限らず、中空化あるいは他の断熱手段を組み合わせて用いてもよい。
さらに、断熱部40は、本発明に必須ではなく、省略してもよい。
冷却ジャケット50および冷媒通路60の構成は、前述した実施形態の構成に限定されない。例えば、空冷のための放熱フィン53は適宜省略してもよい。
The
Further, the
The configuration of the cooling
冷媒通路60として螺旋状通路63を用いることは、必須ではない。ただし、螺旋状に循環させることで、冷媒の通過時間を長くでき、冷媒の冷却効果を高めることができる。
ガイド部材52は必須ではなく、冷却ジャケット50内を単なる空洞としてもよい。
冷媒通路60に通される冷媒は、主軸8から供給されるセンタスルーエア、あるいはセンタスルークーラントでなくてもよく、各部のセンタホール82,25,41から導入する構成も必須ではない。
It is not essential to use the
The
The refrigerant passed through the
本発明は、摩擦攪拌接合工具に関し、汎用の工作機械を用いた摩擦攪拌接合に利用できる。 The present invention relates to a friction stir welding tool and can be used for friction stir welding using a general-purpose machine tool.
1…摩擦攪拌接合工具、10…接合ツール、11…ツール本体、12…ショルダ、13…ピン、14…切欠き、15…凸部、20,20A…シャンク部、21…テーパコーン、22…凹部、23…小径リング部、24…大径リング部、25…センタホール、30…チャック部、31…保持孔、32…固定ねじ、40…断熱部、41…センタホール、42,43…ボルト、50…冷却ジャケット、51…ケース部材、52…ガイド部材、53…放熱フィン、60…冷媒通路、61…導入部、62…排出部、63…螺旋状通路、64…貫通孔、65…排出孔、7…被接合物、70…温度マーカ、71…移動軌跡、8…主軸、81…チャック孔、82…センタホール。 1 ... Friction stir welding tool, 10 ... Joining tool, 11 ... Tool body, 12 ... Colder, 13 ... Pin, 14 ... Notch, 15 ... Convex part, 20, 20A ... Shank part, 21 ... Tapered cone, 22 ... Concave part, 23 ... Small diameter ring part, 24 ... Large diameter ring part, 25 ... Center hole, 30 ... Chuck part, 31 ... Holding hole, 32 ... Fixing screw, 40 ... Insulation part, 41 ... Center hole, 42, 43 ... Bolt, 50 ... Cooling jacket, 51 ... Case member, 52 ... Guide member, 53 ... Radiation fin, 60 ... Refrigerant passage, 61 ... Introduction part, 62 ... Discharge part, 63 ... Spiral passage, 64 ... Through hole, 65 ... Discharge hole, 7 ... Joint, 70 ... Temperature marker, 71 ... Movement locus, 8 ... Spindle, 81 ... Chuck hole, 82 ... Center hole.
Claims (5)
前記主軸に接続されるシャンク部と、前記シャンク部に接続されたチャック部と、前記チャック部に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツールと、を有し、
前記チャック部の周面には冷却ジャケットが形成され、前記冷却ジャケットには冷媒を通す冷媒通路が形成されており、
前記シャンク部と前記チャック部との間には、断熱部が介装されていることを特徴とする摩擦攪拌接合工具。 A friction stir welding tool mounted on the spindle of a machine tool.
It has a shank portion connected to the spindle, a chuck portion connected to the shank portion, and a joining tool for friction stir welding connected to the chuck portion.
A cooling jacket is formed on the peripheral surface of the chuck portion, and a refrigerant passage through which the refrigerant passes is formed in the cooling jacket.
Between the shank portion and the chuck portion is friction stir welding tool you, characterized in that the heat insulating portion is interposed.
前記主軸に接続されるシャンク部と、前記シャンク部に接続されたチャック部と、前記チャック部に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツールと、を有し、
前記チャック部の周面には冷却ジャケットが形成され、前記冷却ジャケットには冷媒を通す冷媒通路が形成されており、
前記接合ツールに接触する前記チャック部の表面、または前記チャック部に接触する前記接合ツールの表面に、接触防止用の凹部が形成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合工具。 A friction stir welding tool mounted on the spindle of a machine tool.
It has a shank portion connected to the spindle, a chuck portion connected to the shank portion, and a joining tool for friction stir welding connected to the chuck portion.
A cooling jacket is formed on the peripheral surface of the chuck portion, and a refrigerant passage through which the refrigerant passes is formed in the cooling jacket.
The surface of the chuck portion or surface of the welding tool in contact with the chuck portion, the friction stir welding tool you, characterized in that the recess for preventing contact is formed, in contact with the welding tool.
前記主軸に接続されるシャンク部と、前記シャンク部に接続されたチャック部と、前記チャック部に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツールと、を有し、
前記チャック部の周面には冷却ジャケットが形成され、前記冷却ジャケットには冷媒を通す冷媒通路が形成されており、
前記シャンク部は、前記主軸と接触するテーパ部の表面に、接触防止用の凹部が形成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合工具。 A friction stir welding tool mounted on the spindle of a machine tool.
It has a shank portion connected to the spindle, a chuck portion connected to the shank portion, and a joining tool for friction stir welding connected to the chuck portion.
A cooling jacket is formed on the peripheral surface of the chuck portion, and a refrigerant passage through which the refrigerant passes is formed in the cooling jacket.
Said shank portion, the surface of the tapered portion in contact with the spindle, friction stir welding tool you, characterized in that the recess for preventing contact is formed.
前記主軸に接続されるシャンク部と、前記シャンク部に接続されたチャック部と、前記チャック部に接続された摩擦攪拌接合用の接合ツールと、を有し、
前記チャック部の周面には冷却ジャケットが形成され、前記冷却ジャケットには冷媒を通す冷媒通路が形成されており、
前記チャック部の周面には、前記チャック部の温度に応じて外観が変化する温度マーカが設置されていることを特徴とする摩擦攪拌接合工具。 A friction stir welding tool mounted on the spindle of a machine tool.
It has a shank portion connected to the spindle, a chuck portion connected to the shank portion, and a joining tool for friction stir welding connected to the chuck portion.
A cooling jacket is formed on the peripheral surface of the chuck portion, and a refrigerant passage through which the refrigerant passes is formed in the cooling jacket.
Wherein the circumferential surface of the chuck portion, the friction stir welding tool you, characterized in that the temperature marker appearance changes according to the temperature of the chuck portion is provided.
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