一种可滚压整平工件的摩擦焊接机的制作方法

[0001]
本发明涉及摩擦焊技术领域，具体地说，涉及一种可滚压整平工件的摩擦焊接机。


背景技术：

[0002]
摩擦焊，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法，在压力作用下，是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。
[0003]
而现有的摩擦焊装置，无法对圆管的内壁进行有效打磨，都是在焊接完成后，使用其他方式焊接管道焊缝位置进行滚压整平，操作步骤较多，导致整平成本较高，无法做到焊接完毕即整平的效果；同时现有的夹紧机构无法快速适应不同管道，导致适用性较低。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种可滚压整平工件的摩擦焊接机，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供一种可滚压整平工件的摩擦焊接机，包括安装架机构，所述安装架机构包括有底座，所述底座的顶端固定有一号安装架，且底座的顶端位于一号安装架的一侧固定有二号安装架，所述底座的顶端位于二号安装架的一侧固定有三号安装架，所述三号安装架的顶端安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有二号夹紧机构，所述二号安装架的顶端位于二号夹紧机构的外壁连接有偏心机构，所述一号安装架的顶端安装有一号夹紧机构，且一号安装架的一端固定有驱动机构，所述驱动机构的上方设置有打磨机构，所述安装架机构的内部设置有推力机构；
[0006]
其中，所述二号夹紧机构包括有转动盘，所述转动盘的内部设置有内槽，一个所述内槽的内壁安装有红外接收器，且另一个内槽的内部安装有红外发射器，所述转动盘的内部位于红外接收器的内侧安装有圆板，所述圆板的一端内嵌有滚珠，所述二号夹紧机构的内部位于圆板的上、下方位置处设置有偏心机构；
[0007]
其中，所述打磨机构包括有四号电机，所述四号电机的输出端连接有长杆，所述长杆的一端通过连接机构连接有打磨头；
[0008]
其中，所述一号夹紧机构包括有固定盘，所述固定盘的内部设置有贯穿孔，且固定盘的一端固定有固定座，所述固定座的内壁转动连接有连接臂，所述连接臂一端的内壁转动连接有转动壁，一个所述转动壁的内壁设置有限位柱，且另一个转动壁的内壁连接有二号丝杆，所述转动壁与限位柱的外壁均设置有夹板，所且转动壁与限位柱的短固定有底座，所述二号丝杆的顶端固定有齿轮，所述齿轮的外壁啮合有与固定盘相连的齿条，所述固定盘的一端位于贯穿孔的下方安装有与底座相连的电动推杆。
[0009]
作为本技术方案的进一步改进，所述驱动机构包括有与一号安装架相连的固定板，所述固定板的内壁设置有导向槽，所述导向槽的内壁连接有导向块，所述导向块的顶端连接有固定板，所述固定板的内部位于导向槽的下方设置有卡槽，且固定板的内部位于卡槽的下方设置有贯穿孔，所述贯穿孔的内部设置有贯穿卡槽的皮带，所述安装架机构的内部位于卡槽的内侧设置有一号弹簧，所述一号弹簧的顶端安装有锁头，所述导向块的内部设置有安装孔，所述安装孔的内部安装有二号电机，所述二号电机的输出端连接有主动齿轮，所述主动齿轮的外壁啮合有挡棍，所述导向块的底端设置有凹槽，所述凹槽与挡棍相接触的位置处设置有环形槽，所述皮带的内壁连接有皮带盘，两个所述皮带盘通过连接杆相连，一个所述皮带盘的一端安装有三号电机，所述皮带的外壁设置有外齿，所述导向块与外齿相接触的位置处设置有连接齿。
[0010]
作为本技术方案的进一步改进，所述偏心机构包括有位于转动盘内部的四号电机，所述四号电机的输出端连接有贯穿至转动盘内壁的偏心盘。
[0011]
作为本技术方案的进一步改进，所述连接机构包括有位于长杆一端的连接头，且连接机构还包括有贯穿至长杆内部的连接柱，所述连接机构还包括有位于打磨头内部的连接孔，所述连接柱的一端固定有旋钮，所述连接头的内部设置有多组卡槽，所述卡槽的内壁连接有二号弹簧，所述二号弹簧的一端连接有伸缩块，所述连接孔的内壁设置有多组方形槽，所述伸缩块靠近二号弹簧的一端设置有与连接柱相连的连接绳。
[0012]
作为本技术方案的进一步改进，所述推力机构包括有一号电机，且推力机构还包括有位于一号安装架底端的滑块，所述底座与滑块相接触位置处设置有滑轨，所述一号电机的输出端连接有一号丝杆。
[0013]
作为本技术方案的进一步改进，所述偏心机构通过导线与外界电源电性连接，所述红外接收器通过导线与导电柱电性连接，所述四号电机通过单片机与红外接收器电性连接。
[0014]
作为本技术方案的进一步改进，所述滚珠与圆板通过转轴、轴承转动连接，所述打磨头一侧的表面积与圆板一侧的表面积相等。
[0015]
作为本技术方案的进一步改进，所述挡棍与环形槽相接触的一端通过轴承转动连接有万向球，所述挡棍远离环形槽的一端位于被动齿轮的圆心偏下位置处。
[0016]
作为本技术方案的进一步改进，所述滑块的外壁与滑轨的内壁相等，所述滑块与一号丝杆相接触的位置处设置有与一号丝杆相匹配的内螺纹。
[0017]
作为本技术方案的进一步改进，所述伸缩块与打磨头的内部均设置有螺栓孔，且伸缩块与打磨头通过固定螺栓、螺栓孔可拆卸连接。
[0018]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0019]
1、该一种可滚压整平工件的摩擦焊接机中，通过设置连接机构与打磨机构，连接机构可快速对打磨头进行安装或者拆卸，且过程便捷，打磨机构在焊接完成后，即可对焊缝进行快速打磨，做到焊接完成即滚压整平的目的，降低工件所需的加工不成，从而降低生产成本。
[0020]
2、该一种可滚压整平工件的摩擦焊接机中，通过设置一号夹紧机构，一号夹紧机构，在运行时可对不同直径的管道进行四点快速夹紧，适用范围更广，且区别于传统的夹紧机构，为市场提供更广泛的选择。
附图说明
[0021]
图1为实施例1的整体结构示意图；
[0022]
图2为实施例1的二号夹紧机构结构示意图；
[0023]
图3为实施例1的偏心机构结构示意图；
[0024]
图4为实施例1的驱动机构剖开示意图；
[0025]
图5为实施例1的b处局部放大图；
[0026]
图6为实施例1的c处局部放大图；
[0027]
图7为实施例1的驱动机构动力示意图；
[0028]
图8为实施例1的一号夹紧机构的结构示意图；
[0029]
图9为实施例1的a处局部放大图；
[0030]
图10为实施例1的d处局部放大图；
[0031]
图11为实施例1的推力机构结构示意图。
[0032]
图中各个标号意义为：
[0033]
1、安装架机构；101、底座；102、一号安装架；103、二号安装架；104、三号安装架；
[0034]
2、推力机构；201、一号电机；202、滑轨；203、一号丝杆；204、滑块；
[0035]
3、驱动机构；301、固定板；302、导向槽；303、固定板；304、导向块；305、贯穿孔；306、卡槽；307、皮带；308、一号弹簧；309、锁头；310、安装孔；311、二号电机；312、主动齿轮；313、被动齿轮；314、挡棍；315、凹槽；316、环形槽；317、皮带盘；318、连接杆；319、三号电机；320、外齿；321、连接齿；
[0036]
4、打磨机构；401、四号电机；402、长杆；403、打磨头；
[0037]
5、一号夹紧机构；501、固定盘；502、贯穿孔；503、固定座；504、连接臂；505、转动壁；506、电动推杆；507、限位柱；508、底座；509、夹板；510、二号丝杆；511、齿轮；512、齿条。
[0038]
6、二号夹紧机构；601、转动盘；602、内槽；603、圆板；604、滚珠；605、红外接收器；606、红外发射器；
[0039]
7、偏心机构；701、四号电机；702、偏心盘；
[0040]
8、驱动电机；
[0041]
9、连接机构；901、连接头；902、连接柱；903、旋钮；904、卡槽；905、二号弹簧；906、连接孔；907、方形槽；908、伸缩块；909、螺栓孔；910、固定螺栓；911、连接绳。
具体实施方式
[0042]
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0044]
实施例1
[0045]
本发明提供一种可滚压整平工件的摩擦焊接机，请参阅图1-图11，包括安装架机构1，安装架机构1包括有底座101，底座101的顶端固定有一号安装架102，且底座101的顶端位于一号安装架102的一侧固定有二号安装架103，底座101的顶端位于二号安装架103的一侧固定有三号安装架104，三号安装架104的顶端安装有驱动电机8，驱动电机8的输出端连接有二号夹紧机构6，二号安装架103的顶端位于二号夹紧机构6的外壁连接有偏心机构7，一号安装架102的顶端安装有一号夹紧机构5，且一号安装架102的一端固定有驱动机构3，驱动机构3的上方设置有打磨机构4，安装架机构1的内部设置有推力机构2；
[0046]
其中，二号夹紧机构6包括有转动盘601，转动盘601的内部设置有内槽602，一个内槽602的内壁安装有红外接收器605，且另一个内槽602的内部安装有红外发射器606，转动盘601的内部位于红外接收器605的内侧安装有圆板603，圆板603的一端内嵌有滚珠604，二号夹紧机构6的内部位于圆板603的上、下方位置处设置有偏心机构7；
[0047]
其中，打磨机构4包括有四号电机401，四号电机401的输出端连接有长杆402，长杆402的一端通过连接机构9连接有打磨头403；
[0048]
其中，一号夹紧机构5包括有固定盘501，固定盘501的内部设置有贯穿孔502，且固定盘501的一端固定有固定座503，固定座503的内壁转动连接有连接臂504，连接臂504一端的内壁转动连接有转动壁505，一个转动壁505的内壁设置有限位柱507，且另一个转动壁505的内壁连接有二号丝杆510，转动壁505与限位柱507的外壁均设置有夹板509，所且转动壁505与限位柱507的短固定有底座508，二号丝杆510的顶端固定有齿轮511，齿轮511的外壁啮合有与固定盘501相连的齿条512，固定盘501的一端位于贯穿孔502的下方安装有与底座508相连的电动推杆506。
[0049]
本实施例中的二号夹紧机构6对一段管道进行夹紧时，先将管道的内壁与圆板603的外壁贴合，此时管道将红外发射器606发出的红外线阻挡，红外接收器605接收不到红外线，红外接收器605产生电信号并发送至单片机，单片机控制偏心机构7运行，从而对一段管道进行有效夹紧，之后将另一段管道放置在长杆402的外部，并通过驱动机构3驱动打磨机构4移动，打磨机构4在移动时，长杆402贯穿两段管道，直至打磨头403与圆板603紧密贴合，之后由推力机构2推动一号夹紧机构5移动，直至一号夹紧机构的一端对一段管道形成有效挤压，之后通过控制电动推杆506缩短，电动推杆506带动底座508移动，底座508带动限位柱507与二号丝杆510在转动壁505的内壁移动，从而转动壁505受力转动，并带动转动壁505转动，而在此过程中二号丝杆510带动齿轮511移动，在齿条512的作用下，齿轮511带动二号丝杆510进行转动，由于二号丝杆510外壁的上方设置有正螺纹，二号丝杆510外壁的下方设置有逆螺纹，而两个夹板509与正螺纹、逆螺纹相接触的位置处设置有与之匹配的内螺纹，此时两个夹板509相向移动，则两个夹板509与两个电动推杆506相互配合即可对一段管道的外壁四个点进行有效快速的固定，此时一段管道与二号夹紧机构6连接，另一端管道与一号夹紧机构5连接，且两端管道相互靠近的一端相互贴合，此时控制驱动电机8与推力机构2运行驱动电机8带动一端管道高速转动，与另一段管道形成剧烈摩擦，而推力机构2推动另一段管道，给摩擦位置提供压力，从而达到摩擦焊接的效果，焊接完毕钱，通过控制电动推杆506伸长，使得转动壁505与夹板509对一段管道不再夹紧，此时一段管道带动另一段管道转动，由于一段管道与固定盘501接触的位置处设置有轴承，所以产生的阻力极小，不会导致
两端管道发生转速差，之后当驱动电机8完全停止后，通过控制电动推杆506再次伸长，对一段管道再次夹紧，此时控制驱动机构3与打磨机构4运行，驱动机构3带动打磨机构4移动，四号电机401通过长杆402、连接机构9带动打磨头403转动，实现打磨头403移动的同时进行转动，即可对两段管道接触位置的焊缝进行滚压打磨。
[0050]
作为本发明优选实施例：驱动机构3包括有与一号安装架102相连的固定板301，固定板301的内壁设置有导向槽302，导向槽302的内壁连接有导向块304，导向块304的顶端连接有固定板303，固定板301的内部位于导向槽302的下方设置有卡槽306，且固定板301的内部位于卡槽306的下方设置有贯穿孔305，贯穿孔305的内部设置有贯穿卡槽306的皮带307，安装架机构1的内部位于卡槽306的内侧设置有一号弹簧308，一号弹簧308的顶端安装有锁头309，导向块304的内部设置有安装孔310，安装孔310的内部安装有二号电机311，二号电机311的输出端连接有主动齿轮312，主动齿轮312的外壁啮合有挡棍314，导向块304的底端设置有凹槽315，凹槽315与挡棍314相接触的位置处设置有环形槽316，皮带307的内壁连接有皮带盘317，两个皮带盘317通过连接杆318相连，一个皮带盘317的一端安装有三号电机319，皮带307的外壁设置有外齿320，导向块304与外齿320相接触的位置处设置有连接齿321。
[0051]
本实施例中驱动机构3在通过固定板303带动打磨机构4进行移动时，由三号电机319带动皮带盘317进行转动，皮带盘317带动皮带307进行转动，皮带307带动导向块304顺着导向槽302与卡槽306进行移动，当导向块304通过固定板303带动打磨机构4往驱动电机8的方向移动时，挡棍314会对多个锁头309进行挤压，锁头309受力缩入固定板301的内部，并在与挡棍314不接触后，在一号弹簧308的作用下重新弹起，直至打磨机构4移动到预定位置，而此时锁头309可有效防止挡棍314后退，达到限位的效果，当加工完毕后，打磨机构4在驱动机构3的作用下后退时，三号电机319反向运行，带动导向块304后退，同时二号电机311运行，二号电机311通过主动齿轮312带动被动齿轮313转动，被动齿轮313的移动在环形槽316的内壁转动，直至挡棍314转动到最高点即可，此时锁头309的最高点与挡棍314的外壁互不接触，即可实现导向块304后退的效果。
[0052]
作为本发明优选实施例：偏心机构7包括有位于转动盘601内部的四号电机701，四号电机701的输出端连接有贯穿至转动盘601内壁的偏心盘702。
[0053]
本实施例中的偏心机构7在运行时，由四号电机701带动偏心盘702运行，偏心盘702的转动轨迹呈椭圆形，当偏心盘702转动到最高点时，即可对一段管道的外壁进行有效夹紧。
[0054]
作为本发明优选实施例：连接机构9包括有位于长杆402一端的连接头901，且连接机构9还包括有贯穿至长杆402内部的连接柱902，连接机构9还包括有位于打磨头403内部的连接孔906，连接柱902的一端固定有旋钮903，连接头901的内部设置有多组卡槽904，卡槽904的内壁连接有二号弹簧905，二号弹簧905的一端连接有伸缩块908，连接孔906的内壁设置有多组方形槽907，伸缩块908靠近二号弹簧905的一端设置有与连接柱902相连的连接绳911。
[0055]
本实施例中的连接机构用于更换或安装打磨头403，在安装打磨头403时，通过将连接头901与连接孔906对齐，之后按压连接头901,此时伸缩块908与打磨头403接触，伸缩块908受力带动二号弹簧905压缩，直至伸缩块908完全缩入卡槽904的内壁，继续挤压连接
头901，当螺栓孔909与方形槽907对齐时，伸缩块908在二号弹簧905的复位作用下卡入方形槽907中，此时使用固定螺栓910贯穿螺栓孔909并与打磨头403连接即可安装完毕，当更换打磨头403时，先将固定螺栓910取下，并通过转动旋钮903,旋钮903带动连接柱902转动，连接柱902转动时连接绳911缠绕在连接柱902的外壁，此时连接绳911对伸缩块908产生拉力，使伸缩块908缩入卡槽904中，即可将打磨头403拆卸下来，更换新的打磨头403。
[0056]
作为本发明优选实施例：推力机构2包括有一号电机201，且推力机构2还包括有位于一号安装架102底端的滑块204，底座101与滑块204相接触位置处设置有滑轨202，一号电机201的输出端连接有一号丝杆203。
[0057]
本实施例中推力机构2在施加推力时，一号电机201带动一号丝杆203进行转动，一号丝杆203在转动时，滑块204在其内部内螺纹的作用下进行移动从而带动一号安装架102顺着滑轨202移动，即可达到施加推力的效果。
[0058]
作为本发明优选实施例：偏心机构7通过导线与外界电源电性连接，红外接收器605通过导线与导电柱电性连接，四号电机701通过单片机与红外接收器605电性连接。
[0059]
本实施例中的偏心机构7中的四号电机701由红外接收器605配合单片机控制运行。
[0060]
作为本发明优选实施例：滚珠604与圆板603通过转轴、轴承转动连接，打磨头403一侧的表面积与圆板603一侧的表面积相等。
[0061]
本实施例中的滚珠604便于降低打磨头403与圆板603之间的摩擦力。
[0062]
作为本发明优选实施例：挡棍314与环形槽316相接触的一端通过轴承转动连接有万向球，挡棍314远离环形槽316的一端位于被动齿轮313的圆心偏下位置处。
[0063]
本实施例中的万向球，便于降低挡棍314与环形槽316之间的摩擦力，挡棍314的运行轨迹为圆形。
[0064]
作为本发明优选实施例：滑块204的外壁与滑轨202的内壁相等，滑块204与一号丝杆203相接触的位置处设置有与一号丝杆203相匹配的内螺纹。
[0065]
本实施例中的滑块204便于在滑轨202的内壁移动，且滑块204在一号丝杆203转动时，可以顺着一号丝杆203的外壁移动。
[0066]
作为本发明优选实施例：伸缩块908与打磨头403的内部均设置有螺栓孔909，且伸缩块908与打磨头403通过固定螺栓910、螺栓孔909可拆卸连接。
[0067]
本实施例中的固定螺栓910、螺栓孔909为了进一步加固打磨头403安装的稳定性。
[0068]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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