摩擦搅拌接合用刀具和机床制造技术

本发明专利技术提供摩擦搅拌接合用刀具和机床。摩擦搅拌接合用刀具包括：销支架(110)，具有与旋转主轴(14b)结合的柄部(114)；搅拌销(140)，安装于销支架；以及壳体(120)，具有内插销支架的筒状部和与主轴框架(14a)结合的卡合部。筒状部的一个端部形成有肩部(152)。

Tool and machine tool for frictional agitation

The invention provides a tool and a machine tool for friction stir bonding. The friction stir joint tool includes: pin support (110), a handle part (114) combined with a rotating spindle (14b), a stirring pin (140), a pin bracket, and a housing (120), a cylinder part with an inner pin bracket and a clamping part combined with the spindle frame (14a). An end of the tubular part is formed with a shoulder (152).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦搅拌接合用刀具和机床
本专利技术涉及摩擦搅拌接合用刀具和应用该摩擦搅拌接合用刀具的机床，尤其涉及设有能自动更换分体构成的销和肩部的装拆机构的自动更换型的摩擦搅拌接合用刀具，以及能自动更换所述摩擦搅拌接合用刀具的销和肩部的机床。
技术介绍
以往，公知一种在旋转头上独立地安装销和肩部，对工件的对接部进行摩擦搅拌接合的接合装置(参照专利文献1)。按照这种接合装置，通过使接触工件上表面的肩部相对于工件不旋转，并在将旋转的销压入工件的对接部的状态下进行接合，存在仅利用销的旋转就能充分得到接合所必要的摩擦生热的优点。另一方面，还公知一种具备自动更换装置的摩擦搅拌接合装置，所述自动更换装置进行在主轴单元上装拆旋转刀具的更换作业，所述旋转刀具用于进行摩擦搅拌接合(参照专利文献2)。按照这种接合装置，能够利用简单的结构容易地进行更换作业，还可以缩短更换时间。专利文献1：日本专利第5404389号专利文献2：日本专利公开公报特开2009-208116号专利文献1记载的接合装置通过独立地形成销和肩部，当接合的工件的板厚发生变化等情况下，可以调整从肩部突出的销的长度。可是，由于需要将保持销的刀具柄安装于主轴，所以在更换销时，必须拆除由螺栓等固定连接于主轴壳体的下部壳体，耗费人手和工时，其中，所述主轴位于具备肩部(非旋转滑动肩部)的下部壳体的内部。另一方面，专利文献2记载的接合装置由于可以在主轴单元和自动更换装置的刀库之间自动交接旋转刀具，所以能削减人手和工时。可是，由于构成为使销与肩部一体形成的旋转刀具相对于主轴单元进行装拆，所以不能直接应用销和肩部构成为独立个体的接合刀具。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在销和肩部构成为独立个体的基础上，适合刀具自动更换的摩擦搅拌接合用刀具，以及应用所述摩擦搅拌接合用刀具的机床。为了实现所述目的，本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具包括：销支架，具有与旋转主轴结合的柄部；搅拌销，安装于所述销支架；以及壳体，具有内插所述销支架的筒状部和与主轴框架结合的被卡合部，所述筒状部的一个端部形成有肩部。在本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具的一个实施例中，所述被卡合部为拉钉。此外，在本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具的另一实施例中，所述被卡合部为定位环。而且，在所述筒状部的周围配置有多个所述被卡合部。此时，所述销支架可以具有握持槽。在本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具的另一实施例中，所述壳体的筒状部具备形成有所述肩部的更换模块。此时，所述更换模块可以具有握持槽。此外，所述更换模块还具有从所述肩部突出的垫肩部。本专利技术的机床包括：主轴框架，内含旋转主轴；摩擦搅拌接合用刀具，安装于所述主轴框架；加工台，保持工件；刀具保管装置，临时保管所述摩擦搅拌接合用刀具；以及NC装置，控制所述主轴框架和所述加工台的动作，其中，所述摩擦搅拌接合用刀具包括：销支架，具有与所述旋转主轴结合的柄部；搅拌销，安装于所述销支架；以及壳体，具有内插所述销支架的筒状部和与主轴框架结合的被卡合部，所述筒状部的一个端部形成有肩部，所述刀具保管装置包含配置在所述加工台上的壳体承载台。在本专利技术的机床的一个实施例中，所述刀具保管装置还包含保管所述销支架的库存的刀库。此外，所述壳体的筒状部具备形成有所述肩部的更换模块，所述刀库还保管所述更换模块的库存。在本专利技术的机床的另一实施例中，所述NC装置具有接合程序和切削程序，从所述刀具保管装置自动更换由所述接合程序或所述加工程序指定的刀具并实施加工。此外，所述接合程序包含所述搅拌销和所述肩部各自的识别编号的数据，所述NC装置在判断为由所述接合程序指定的所述搅拌销的识别编号与所述肩部的识别编号的组合，不能采用储备于所述刀库的所述销支架上安装的所述搅拌销和储备于所述壳体承载台的所述更换模块上形成的所述肩部来实施时，发出警报并且停止刀具的自动更换。而且，所述接合程序还包含所述搅拌销和所述肩部各自的寿命时间的数据，所述NC装置对合计接合时间进行计时，并且当判断为所述合计接合时间达到所述寿命时间时，自动更换具有所述搅拌销的所述销支架或具有所述肩部的所述更换模块。本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具通过具备以上的结构，可以在销和肩部构成为独立个体的基础上，应用于刀具的自动更换。此外，通过构成为在壳体上安装更换模块，不必每次更换重量和尺寸较大的壳体，仅更换包含肩部的更换模块就能应对，所以能够降低更换品所花费的成本。而且，还可以将更换模块与切削刀具支架和销支架一起保管于刀具保管装置(刀库)。应用本专利技术的摩擦搅拌接合用刀具的机床通过具备以上的结构，可以仅利用加工头的动作分别实施销支架和壳体的自动更换，其结果，能削减人手和工时。此外，利用接合程序自动实施接合处理的期间，可以将摩擦搅拌接合用刀具的寿命时间的推移通知给操作员，并且自动执行刀具更换并继续接合。附图说明图1是表示具备应用本专利技术第一实施例的工作台夹紧装置的随行夹具更换装置的机床的立体图，表示了包含外罩的外观。图2是表示图1所示的机床的加工头的概要的断面图。图3A是表示本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的概要的图，是第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的断面图。图3B是表示本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的概要的图，是图3A所示的销支架的立体图。图3C是表示本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的概要的图，是图3A所示的壳体的立体图。图4是表示本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具和加工头的具体安装结构的断面图。图5A是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的加工台上设置的壳体承载台的概要的立体图，表示了未承载壳体的情况。图5B是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的加工台上设置的壳体承载台的概要的立体图，表示了承载壳体的情况。图6A是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的壳体拆除作业的概要的立体图，表示了接合中的状态。图6B是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的壳体拆除作业的概要的立体图，表示了向壳体承载台移动中的状态。图6C是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的壳体拆除作业的概要的立体图，表示了壳体承载在壳体承载台上的状态。图6D是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的壳体拆除作业的概要的立体图，表示了拆除壳体后的状态。图7A是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了刚刚拆除壳体后的状态。图7B是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了向刀库移动中的状态。图7C是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了将销支架交接至刀库的状态。图7D是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了刀库将另一销支架准备在交接位置的状态。图7E是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了从刀库接收了另一销支架的状态。图7F是表示应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床的销支架更换作业的概要的立体图，表示了再次向壳体承载台移动中的状态。图8是表示在应用本专利技术第一实施例的摩擦搅拌接合用刀具的机床中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，包括：销支架，具有与旋转主轴结合的柄部；搅拌销，安装于所述销支架；以及壳体，具有内插所述销支架的筒状部和与主轴框架结合的被卡合部，所述筒状部的一个端部形成有肩部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，包括：销支架，具有与旋转主轴结合的柄部；搅拌销，安装于所述销支架；以及壳体，具有内插所述销支架的筒状部和与主轴框架结合的被卡合部，所述筒状部的一个端部形成有肩部。2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述被卡合部为拉钉。3.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述被卡合部为定位环。4.根据权利要求2或3所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，在所述筒状部的周围配置有多个所述被卡合部。5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述销支架具有握持槽。6.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述壳体的筒状部具备形成有所述肩部的更换模块。7.根据权利要求6所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述更换模块具有握持槽。8.根据权利要求7所述的摩擦搅拌接合用刀具，其特征在于，所述更换模块还具有从所述肩部突出的垫肩部。9.一种机床，包括：主轴框架，内含旋转主轴；摩擦搅拌接合用刀具，安装于所述主轴框架；加工台，保持工件；刀具保管装置，临时保管所述摩擦搅拌接合用刀具；以及NC装置，控制所述主轴框架和所述加工台的动作，所述机床的特征在于，所述摩擦搅拌接合用刀具包括：销支架，具有与所述旋转主轴结合的柄部；搅拌销，安装于所述销支...

【专利技术属性】
技术研发人员：植村和树，蜂谷正泰，
申请(专利权)人：山崎马扎克公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP