一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备制造技术

本发明专利技术提供了一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备，该设备包括移动小车、主体框架、搅拌焊接模块、夹紧装置、砧板、关节型两节臂砧板结构。关节型两节臂砧板结构包括上动臂、下动臂、上动臂液压缸、下动臂液压缸。关节型两节臂砧板结构内各部分通过铰接进行连接，可以绕铰接点转动，完成砧板的定位和压紧工作。待修车厢到达指定位置以后，砧板结构从货车车厢上方旋转插入，上下动臂之间的夹角可用下动臂液压缸来调节，准确定位到车体侧墙的维修部位。该装置具有焊缝质量好、成本低、效率高、无污染等优点。

A friction stir welding equipment for the structure of the joint type two arm anvil

The invention provides a friction stir welding equipment for articulated two arm chopping board structure, which comprises a mobile car, a main frame, a stirring welding module, a clamping device, a chopping block and a two arm chopping board structure. The structure of the two arm anvil of the joint type includes the upper arm, the lower arm, the upper arm hydraulic cylinder and the lower arm hydraulic cylinder. Each part of the joint type two arm anvil is connected through hinges, which can be rotated around the hinge point to complete the positioning and pressing of the cutting board. After the repair car arrives at the designated location, the chopping board structure is rotated and inserted from the top of the truck carriage, the angle between the upper and lower arms can be adjusted by the lower arm hydraulic cylinder, and accurately positioned to the maintenance part of the side wall of the car body. The device has the advantages of good quality of weld, low cost, high efficiency, no pollution and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备
本专利技术涉及车辆维修装置
，尤其涉及一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备。
技术介绍
我国重载铁路经历了20多年的发展，运输量和运输密度均位于世界前列。重载运输由普通线路的21t、23t轴重通用货车、运煤专线的25t轴重专用货车，逐步向轴重27t和30t发展。其中，以C80为代表的25t轴重铝合金铁路货车，具有载重大、自重轻、耐腐蚀、易保养等优点，受到用户的一致好评。也成为将来铁路货车发展的一个方向。神华集团货车公司已有C80铝合金货车23400辆。随着其它型货车逐步减少，C80铝合金货车将达到50000辆以上，承担起神华集团煤炭的主要运输任务。大秦铁路目前共有C80铝合金货车5000辆，已运用了五、六年时间，现在开始逐渐进入维修高峰期，因此急需维修使用的相关设备。我国铁路货车的维修保养制度采用预防为主的原则，分为定期检修和运用保养。货车定期检修的修程，分为厂修、段修、辅修和轴检四级修程，其中C80货车取消了辅修分为厂修和段修两级修成，其厂修周期是8年或160万公里，段修周期是2年或40万公里。货车段修的根本任务是：保持货车在下次厂修之前的各部状态性能良好；延长车辆配件的使用寿命；减少临修，消灭行车事故，保证运行安全，提高车辆使用效率。按照铁路货车段修规程，段修时要详细检查各部件及零配件、紧固件的技术状态：裂纹、磨耗、腐蚀、弯曲变形等应按规程规定的限度或要求加修；松动、丢失、折损等不良情况，应予施修。另外，铁路货车对于符合列检摘车修理范围的故障需要进行临修，如车体墙板破损、穿孔等。C80铝合金货车车体修补只能返厂更换板材，或铆接铝板堵漏，俗称“打补丁”，不能用电弧焊接。这两种方法或成本高昂，或质量低劣，都是使用单位与制造单位无法接受的。C80车体采用铝合金铆接结构，在装车受到意外撞击时，车体容易出现破损，有些车辆被铁路沿线侵入物划伤，造成不规则的凹坑甚至漏洞，这些都给运输带来了巨大的安全隐患。由于铝合金焊接操作技能要求较高，在铁路货车检修中一直没有得到推广应用，而且传统电弧焊会导致铝合金强度大幅度下降，焊缝常出现气孔、裂纹、夹渣等缺陷，并且焊接时的粉尘和烟雾对人体有害，污染环境，C80铝合金车体的修复非常困难，因此目前检修C80铝合金货车车体的端墙与侧墙破损故障时，均采取整板更换方式。更换前，必须先将支柱和环槽部位所有连接用哈克铆钉切割掉，使得C80铝合金货车的检修成本高，检修时间长，周转慢，大幅度增加了企业的运营成本。
技术实现思路
针对段修或者临修过程中，检查到C80铝合金货车车体在运用中出现的裂纹、破损等问题，设计一种两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备，用以完成铝合金货车车体的修复工作，该设备具有焊缝质量好、成本低、效率高、无污染等优点。本专利技术所采用的摩擦搅拌焊技术，可以很好地解决质量与成本的矛盾。这也是该技术首次在货车修理中的应用。本专利技术具体采用如下技术方案：该设备包括移动小车、主体框架、搅拌焊接模块、夹紧装置、砧板、关节型两节臂砧板结构；所述移动小车上部为装载运输平台，所述主体框架安装在平台上，平台可以升高和下降，所述移动小车上还设置有用于将所述搅拌焊接模块顶在车厢墙板侧的斜撑；所述夹紧装置、所述搅拌焊接模块和所述砧板直接安装于主体框架上；所述夹紧装置包括上夹钳和下夹钳；所述搅拌焊接模块包括数控铣，所述数控铣的夹头可以夹持锥形铣刀或搅拌头；所述搅拌头位于车厢外车体破损部位，所述砧板设置在车厢内侧与所述搅拌头对应位置，所述砧板由所述关节型两节臂结构支撑与定位；所述关节型两节臂砧板结构包括上动臂、下动臂、上动臂液压缸、下动臂液压缸。优选地，所述上动臂的一端铰接在所述主体框架上，所述主体框架顶部设置有尾座耳边，尾座耳边上设置有用以铰接上、下动臂液压缸的耳边连接孔；所述下动臂一端与下动臂液压缸铰接，另一端与砧板连接；所述下动臂上设置有耳边，耳边设置有用以铰接上动臂的连接孔。优选地，上夹钳主要包括固定座I、液压缸、液压顶杆、固定顶板和加强肋板；上夹钳还包括两块焊接在一起的水平钢板和竖直钢板，两块钢板大体呈L型，所述加强肋板设置在两块钢板之间，液压缸和固定顶板设置在水平钢板的下端，液压缸与液压顶杆连接，固定座I通过螺栓与主体框架单元连接。优选地，下夹钳包括固定架和夹持部分，夹持部分和固定架之间通过螺栓连接；所述夹持部分包括上压板、定位板、手动调节旋柄、转轴以及下活动压板；上压板与定位板呈L型连接在一起，手动调节旋柄与下活动压板通过螺纹杆连接，下活动压板与转轴连接，固定架通过螺栓与所述梯形附加框架连接。附图说明图1是摩擦搅拌焊设备整体结构示意图。图2是关节型两节臂结构示意图。图3是上夹钳结构图。图4是下夹钳结构图。其中，1-移动小车、2-斜撑、3-搅拌焊接模块、4-主体框架、5-夹紧装置、6-关节型两节臂砧板结构、7-车厢、8-上动臂液压缸、9-下动臂液压缸、10-上动臂、11-下动臂、12-砧板模块、13-上夹钳，14-下夹钳，15-固定座I，16-液压缸，17-液压顶杆，18-固定顶板，19-加强肋板，20-固定架，21-上压板，22-定位板，23-手动调节旋柄，24-下活动压板，25-转轴。具体实施方式1、设备结构：本铝合金车体摩擦搅拌焊设备整体机械结构设计如图1所示。设备主要包括移动小车、主体框架、搅拌焊接模块、夹紧装置、砧板模块、关节型两节臂砧板结构几部分。设备安装在一辆可移动的升降平台移动小车1上，小车底部装有麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮是由各自单独的电机进行驱动，只要改变4个轮子的转动方向以及相对速度，就可以在平面上实现任意轨迹的移动，包括前进、后退、横行、旋转以及组合动作等多种运动方式，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的环境。麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，是很成功的一种全方位轮。在此基础上研制的移动小车通过这种新型轮子进行组合，可以在车间地面灵活方便地实现全方位移动，使设备快速到达工作位置。同时小车上部为一个装载运输平台，设备主体框架安装在平台上，平台可以在一定高度范围内升高和下降，实现设备整体的移动和定位。此全方位移动小车能够在行驶时实现转向，且具有良好的刚度和稳定性。主体是一个高约3米，宽约1米的矩形框架4，夹紧装置5、搅拌焊接模块3和砧板模块12直接安装于框架上。框架1是本设备承力、定位的平台，需要保证足够的强度和刚性，同时在此前提下尽可能减轻整体重量。设备支架用钢板和型钢焊接成型，斜撑用于支撑主体框架，实现框架的升起和落下。框架上部装有夹紧装置5，分为上夹钳和下夹钳两部分，将摩擦搅拌焊设备固定于被焊车体上，夹紧的压力要足够大，才能保证设备稳定。但是夹持的对象是铝合金型材，不小心可能夹扁或者扭曲型材。夹紧力太小又不能保证设备稳定。因此，使用多个抓钩夹钳，钳口用尼龙等稍软材料护口，不至于夹坏铝合金型材，同时夹紧压力的大小可以通过液压缸进行调节。夹持的次序为先上后下，符合C80铝合金货车的结构特点。如图3所示，上夹钳13包括固定座I15、液压缸16、液压顶杆17、固定顶板18和加强肋板19。上夹钳13的主要材料为钢材，上夹钳还包括两块焊接在一起的水平钢板和竖直钢板，两块钢板大体呈L型，所述加强肋板设置在两块钢板之间，设置加强肋板19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备，其特征在于，该设备包括所述移动小车、主体框架、搅拌焊接模块、夹紧装置、砧板、关节型两节臂砧板结构；所述移动小车上部为装载运输平台，所述主体框架安装在平台上，平台可以升高和下降，所述移动小车上还设置有用于将所述搅拌焊接模块顶在车厢墙板侧的斜撑；所述夹紧装置、所述搅拌焊接模块和所述砧板直接安装于主体框架上；所述夹紧装置包括上夹钳和下夹钳；所述搅拌焊接模块包括数控铣，所述数控铣的夹头可以夹持锥形铣刀或搅拌头；所述搅拌头位于车厢外车体破损部位，所述砧板设置在车厢内侧与所述搅拌头对应位置，所述砧板由所述关节型两节臂结构支撑与定位；所述关节型两节臂砧板结构包括上动臂、下动臂、上动臂液压缸、下动臂液压缸。

【技术特征摘要】
1.一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备，其特征在于，该设备包括所述移动小车、主体框架、搅拌焊接模块、夹紧装置、砧板、关节型两节臂砧板结构；所述移动小车上部为装载运输平台，所述主体框架安装在平台上，平台可以升高和下降，所述移动小车上还设置有用于将所述搅拌焊接模块顶在车厢墙板侧的斜撑；所述夹紧装置、所述搅拌焊接模块和所述砧板直接安装于主体框架上；所述夹紧装置包括上夹钳和下夹钳；所述搅拌焊接模块包括数控铣，所述数控铣的夹头可以夹持锥形铣刀或搅拌头；所述搅拌头位于车厢外车体破损部位，所述砧板设置在车厢内侧与所述搅拌头对应位置，所述砧板由所述关节型两节臂结构支撑与定位；所述关节型两节臂砧板结构包括上动臂、下动臂、上动臂液压缸、下动臂液压缸。2.如权利要求1所述的一种关节型两节臂砧板结构的摩擦搅拌焊设备，其特征在于，所述上动臂的一端铰接在所述主体框架上，所述主体框架顶部设置有尾座耳边，尾座耳边上设置有用以铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，杨建伟，唐伯雁，金涛涛，康凤伟，王洪昆，李开颜，王蒙，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11