10mm搅拌头.dwg
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20mm搅拌头.dwg
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30206轴承透盖.dwg
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6205轴承闷盖.dwg
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6205轴承透盖.dwg
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传动丝杠.dwg
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工件夹具.dwg
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工作台前右盖板.dwg
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机体后上盖板.dwg
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机体后下盖板.dwg
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机体前盖板.dwg
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搅拌头夹具.dwg
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搅拌系统大V带轮.dwg
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搅拌系统小V带轮.dwg
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搅拌轴.dwg
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上盖板.dwg
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丝杠传动连杆.dwg
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伺服系统齿轮轴.dwg
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伺服系统大V带轮.dwg
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伺服系统大齿轮.dwg
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伺服系统小V带轮.dwg
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液压缸推杆连接器.dwg
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图带轮的结构及尺寸小带轮结构按照图再结合表进行设计。
用搅拌轴轴肩作轴向固定，的键作周向固定。
查表得，键的.，.，取。
具体尺寸见零件图。
搅拌轴的设计．选择轴的材料。
搅拌摩擦焊机的功率.不大，又无特殊要求，故选用常用的号钢并作正火处理。
由表查得。
表轴的常用材料及其主要机械性能材料牌号热处理毛坯直径硬度强度极限屈服极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限备注正火调质应用最为广泛．按转矩估算轴的最小直径。
对于般的传动轴，可按下式计算轴的最直径查表得，由式得计算所得是最小处的轴径，取，前端留出作为带轮的轴向固定。
表按转矩计算轴用的和值轴的材料．轴的结构设计。
图，大带轮外端用螺母固定，选用螺母，并加弹簧垫片此段用于装小带轮，为了轴向定位，故长度比小带轮的宽度减少了此处开键槽以作小带轮的周向定位，查表得，选取键的尺寸为，.，.表圆锥滚子轴承轴承代号尺寸极限转速脂润滑油润滑，用于安装轴承，查表得轴承宽度为，用于安装轴承，用于安装搅拌头夹具轴的总长为轴承用号二硫化钼锂基脂进行润滑，由表查得，符合转速的要求。
．轴上受力分析。
带对轴的作用力为，搅拌摩擦头对轴的作用力为，轴向力，则水平面解得垂直面解得也提高了焊接时的闭合性，从而可以防止塑化的材料在搅拌头旋转时喷射出去。
各型号搅拌摩擦头的参数见表。
图焊针示意图图轴肩示意图表搅拌摩擦头参数及焊缝截面积板厚焊针直径焊针长度轴肩直径角度度焊缝断面积搅拌头夹具用于联接搅拌头和搅拌轴，其具体结构如图所示。
图搅拌头夹具搅拌系统功率计算假设铝合金在焊接时的最高温升为，对于板，焊缝截面积约为，焊速约为，由于热传递和热量损失，设能量利用率为，单位时间内焊缝温升部分体积为，能量计算公式为式中比热容•温度变化值体积密度η效率能量查得铝的各项参数如下，.•由式单位时间内需要能量为则功率为选用.电机型伸出轴径，长度，键槽宽搅拌摩擦焊焊机输入工件的总功率为式中输入工件总的热功率搅拌摩擦头的转速摩擦系数工件上压力焊头轴肩和焊针的半径因为单位时间内输入工件的能量与总功率相等，在单位时间内则有查得铝与钢的摩擦系数为.，由式得则搅拌头向前移动阻力为由此可以得出对于不同板厚的材料在焊接时的压力和焊接速度，见表。
表不同板厚在焊接时的压力和焊速板厚焊缝截面积压力焊速搅拌系统带设计图名义功率，转速约为，要求传动比为选择带型号计算功率由下式确定式中工作情况系数需要传递的名义功率查表得工作情况系数，由式计算得根据和由图选用型带。
表工作情况系数工作机原动机载荷性质机器举例普通鼠笼式交流电动机同步电机直流电动机并激，的内燃机。
交流电动机大转差率双鼠笼式单相滑环式直流电动机复激串激单缸发动机，的内燃机。
天运转时间载荷平稳液体搅拌机等载荷变动小机床等载荷变动较大木工机械等载荷变动很大破碎机等．确定带轮基准直径。
由图可得图带传动示意图小带轮直径宜选大些，可减小带的弯曲应力，有利于延长带的寿命在传递的转矩定时，选大些可降低带工作时的圆周力，从而可以减少带的根数。
通常小轮直径应大于或等于表所列最小基准直径。
若过大，传动的外廓也将增大。
由表选择小轮直径为，由式得表带轮最小基准直径及基准直径系列带轮槽型基准直径系列.由表选择实际传动比实际转速传动比偏差，小于，符合条件。
．验算带速。
带速太高，带的离心力很大，使带的离心应力增大，并使带与轮之间的压紧力减小，摩擦力随之减焊的工业应用基于搅拌摩擦焊接这种固相连接技术的明显优越性，例如可焊金属范围广优良的接头力学性能，不需要填充焊接材料，没有焊接烟尘和飞溅，很少的焊前准备和焊接变形等，在世界范围内的国际合作中开展了大量的研究和开发工作。
特别是搅拌摩擦焊可以焊接各种铝合金材料，甚至以前所谓的不可焊铝合金材料都能焊接，如应用于航空航天领域的系列系列系列系列系列高强铝合金也可以利用这种先进的焊接方法得到高质量的连接。
目前，除了在飞机制造领域内，搅拌摩擦焊技术已由试验研究工程开发转入大规模的工业化应用阶段，迄今，已经在船舶高速列车等制造领域得到了非常成功的应用，在宇航领域，也成功应用到运载火箭航天飞机的低温燃料筒军用和科学研究火箭和导弹以及熔焊接构件的修理等，如图所示。
图飞机方向舵液控件的修理图搅拌摩擦焊铝合金炮弹图搅拌摩擦焊焊接火箭燃料贮箱船舶制造和海洋工业是搅拌摩擦焊首先得到商业应用的两个工业领域，主要应用甲板侧板防水壁板和地板外壳和主体结构件直升机降落平台水上观测站帆船的桅杆及结构件等，如图所示。
图船用搅拌摩擦焊铝合金型材甲板对于陆路交通工业，搅拌摩擦焊在列车制造领域的应用主要为高速列车轨道货车地铁车厢和有轨电车集装箱体等搅拌摩擦焊在汽车上的应用主要为底盘车身支架卡车车体汽车起重器装甲车的防护甲板等，如图所示。
图列车用搅拌摩擦焊铝合金型材搅拌摩擦焊在民用建筑工业的应用主要为铝合金桥梁装饰板门窗框架管线热交换器等。
电子工业对搅拌摩擦焊的兴趣也在增加，其应用主要表现为发动机壳体电器连接件电器封装等，如图所示。
图制造的铝合金散热器图输变电搅拌摩擦焊热沉器在其它工业领域，搅拌摩擦焊也有较多应用，例如冰箱冷却板厨房电器和设备“白色”家用物品和工具天然器液化气储箱和容器家庭装饰等。
随着人们对搅拌摩擦焊技术认识的提高，预计在不远的将来，铝合金镁合金锌合金钛合金等轻金属材料的连接将主要由搅拌摩擦焊来完成，尤其在运载火箭高速铝合金列车铝合金高速快艇全铝合金汽车等项目中搅拌摩擦焊技术将会占主导地位。
．搅拌摩擦焊的发展前景由于搅拌摩擦焊焊缝组织好接头力学性能优异，因而在许多工业领域获得了广泛应用。
在航天工业中，搅拌摩擦焊工艺在飞行器铝合金结构制造中的推广应用，在国外已显示出强劲的技术创新活力，给传统制造工艺带来了革命性的改造。
年美国波音公司的空间和防御实验室引进了搅拌摩擦焊技术，用于焊接些火箭部件麦道公司也把这种技术用于制造运载火箭的推进剂贮箱及格•马公司正在评估该工艺用于连接合金的可行性。
在造船和车辆工业，欧洲已有数家公司将该技术用于生产大型预制铝板。
在设备开发和制造方面，挪威已建立了世界上第个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接厚尺寸的船板公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机，计划安装在，用来焊接尺寸为的工件，预计可焊接的工件厚度为.。
从上述工业应用和设备开发实例可以看出，搅拌摩擦焊已经在航空船舶高速列车汽车等制造领域的轻结构制造中显示出强劲的创新活力和广阔的应用前景，并得到了广泛应用。
年英国焊接研究所在中国申请了有关搅拌摩擦焊和搅拌头专利保护专利号.，并且在年得到了中国知识产权局的批准批准号在年月日，北京航空制造工程研究所和英国焊接研究所在北京正式签署搅拌摩擦焊专利许可和技术合作协议，并且在双方合作成立了中国搅拌摩擦焊中心的基础上，注册成立了中国首家专业化的搅拌摩擦焊技术公司北京赛福斯特技术有限公司。
北京赛福斯特技术有限公司负责中国搅拌摩擦焊中心在中国地区包括香港澳门研究现状搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接，关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等，进行了较多的研究，并于年年申请了专利。
目前，主要是与航空航天海洋道路交通铝材厂焊接设备制造厂等大公司联合，以团体赞助或合作的形式开发这种技术，扩大其应用范围。
他们正在进行的由工业企业赞助的研究项目包括钢的搅拌摩擦焊汽车轻型构件的搅拌摩擦焊等。
美国的爱迪生焊接研究所，简称与密切协作，也在进行工艺的研究。
美国的美国洛克希德•马丁航空航天公司马歇尔航天飞行中心美国海军研究所大学德克萨斯大学阿肯色斯大学南卡罗里纳大学德国的大学澳大利亚的大学澳大利亚焊接研究所等都从不同的角度对搅拌摩擦焊进行了专门研究。
从材料焊接角度，目前研究较多的是铝合金的焊接。
铝合金是种高比强度的材料，将其用于飞机汽车船舶等结构中，可以减轻这些结构的重量，提高它们的综合性能。
但是，由于其熔点比重较低，热传导系数大，熔焊时易产生气孔裂纹变形等缺陷。
同时，由于焊接加热使其性能降低，故铝合金零件的连接多用铆接或机械连接，因此，限制了铝合金在飞机汽车船舶等结构中的应用。
利用搅拌摩擦焊技术，可以克服熔焊时的缺陷，且焊接接头的性能不会降低。
搅拌摩擦焊接材料研究目前应用成功连接的材料有合金，合金，铅，锌，铜，不锈钢，低碳钢等同种或异种材料。
等人进行了铝合金的焊接研究，对，镁合金同种和异种材料之间进行了焊接试验，证明可以应用连接镁合金。
不仅对系列铝合金成功连接，而且也实现了对高熔点材料合金的连接。
于年月报道成功焊接厚的低碳钢，于年月报道成功连接软钢，并报道厚不锈钢的焊接。
由此可知，随着焊接工具的发展，可以应用于更多的材料的连接。
搅拌摩擦焊机理研究进展目前研究的重点大多集中于研制适用于不同材料的焊接工具和工艺焊接接头的性能及合理的结构设计等方面，但对焊接过程的材料流动机理的研究尚处于探索阶段。
利用焊接变形过程概念模型来分析塑性材料的流动。
为了使搅拌头周围塑性材料运动可视化，采用两种新技术。
钢球跟踪和停止运动技术。
试验所用材料为厚．及板材。
钢球跟踪技术是利用．钢球镶嵌在工件不同的位置，焊接沿着镶嵌接头并且沿着跟踪视线停止。
焊头仍然在工件中时停止它的运动，钢球将沿着焊头分布，则在焊缝中的跟踪轨迹可以得到。
另外种方法为“停止运动”技术，以使搅拌头不能旋转的速度快速的停止焊头的运动并且将焊头从工件中取出，保证与搅拌头接触的金属材料仍然附着在孔的周围。
移动时，在搅拌指头侧面和旋转方向上产生的机械搅拌和顶锻作用下，搅拌指头的前表面把塑化的材料移送到搅拌指头后表面。
在搅拌指头沿着接缝前进时，搅拌焊头前头的对接接头表面被摩擦加热至超塑性状态。
搅拌指头和轴肩摩擦接缝，破碎氧化膜，搅拌和重组搅拌指头后方的摩碎材料。
搅拌指头后方的材料冷却后就形成焊缝，可见此焊缝是在热机联合作用下形成的固态焊缝。
这种方法可以看作是种自锁孔连接技术，在焊接过程中，搅拌指头所在处形成小孔，小孔在随后的焊接过程中又被填满，应该指出，搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。
通常这个匙孔可以切除掉，也可以用其它焊接方法封焊住。
在焊接过程中主要的产热体是搅拌指头和轴肩。
在焊接薄板时，轴肩和工件的摩擦是主要的热量来源。
搅拌摩擦焊焊接工艺参数主要有搅拌指头的焊接速度搅拌指头的旋转速度以及压紧力。
这些参数决定了焊接过程中搅拌指头周围产生的热量，并且直接影响到焊缝的组织和性能。
搅拌头搅拌头是搅拌摩擦焊机上中最重要的构件之。
它般由耐高温抗摩损材料制成，主要包括特形指头和轴肩两部分。
在焊接过程中轴肩与被焊材料的表面紧密接触，防止塑化金属材料的挤出和氧化，同时搅拌轴肩还可以提供部分焊接所需要的搅拌摩擦热。
搅拌指头的形状比较特殊，焊接过程中搅拌指头要旋转着压入被焊材料的结合界面处，并且沿着待焊界面向前移动。
搅拌头的材料般用合金工具钢，现有科学研究人员对搅拌头进行表面处理的实验研究，涂层具有优于等涂层的机械物理性能，并可与其它涂层配合组成多元多层复合涂层。
在制造业中的切削试验及加工实践表明，采用涂层处理的刀具钻头的表面化学稳定性好，抗氧化磨损能力强，高速焊接铝合
（终稿）搅拌摩擦焊焊接工装设计（全套完整有CAD）
