中空容器的制造方法与流程

1.本发明涉及一种中空容器的制造方法。


背景技术：

2.例如，在专利文献1中公开了一种使用旋转工具对一对板状的金属构件进行摩擦搅拌接合的发明。在该发明中，将比金属构件更软质的辅助构件夹设于一对金属构件之间，并将旋转工具插入上述辅助构件以进行摩擦搅拌。若对硬度高的金属构件彼此进行摩擦搅拌接合，则存在旋转工具的损伤加剧、工具成本增加的问题。然而，根据本发明，由于将旋转工具插入软质的辅助构件，因此，能理想地对硬度高的金属构件彼此进行接合。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本专利特开2007
‑
83242号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
4.在以往的接合方法中，旋转工具的搅拌销呈圆柱状，因此，存在向辅助构件的插入变得困难的问题。此外，在使旋转工具的轴肩部与金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌，因此，存在作用于摩擦搅拌装置的负荷变大的问题。
5.从上述这种观点出发，本发明的技术问题在于提供一种中空容器的制造方法，使用能理想地对硬度高的金属构件彼此进行接合的接合方法。解决技术问题所采用的技术方案
6.为了解决上述技术问题，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部，所述第二金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的周壁部的端面面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面彼此的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件以及所述第二金属构件中的至少一方包括所述周壁部的端面向外侧倾斜的倾斜面，所
述辅助构件的至少一个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面。
7.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部，所述第二金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的周壁部的端面面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面彼此的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件以及所述第二金属构件包括所述周壁部的端面向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的两个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面。
8.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部，所述第二金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的周壁部的端面面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面彼此的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件以及所述第二金属构件中的至少一方包括所述周壁部的端面向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的至少一个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面，并且所述辅助构件的背面侧包括向至少一个侧面侧扩宽的突起部。
9.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部，所述第二金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属
构件的周壁部的端面面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面彼此的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件以及所述第二金属构件包括所述周壁部的端面向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的两个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面，并且所述辅助构件的背面侧包括向至少一个侧面侧扩宽的突起部。
10.根据上述中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具，因此，能容易地插入辅助构件。此外，将仅搅拌销插入辅助构件，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。此外，将旋转工具插入比第一金属构件以及第二金属构件更软质的辅助构件，因此，能延长旋转工具的寿命。此外，通过使搅拌销与第一金属构件以及第二金属构件稍稍接触，能提高接合强度。
11.此外，在所述辅助构件的背面侧设置向至少一个侧面侧扩宽的突起部的情况下，能防止在摩擦搅拌接合时辅助构件的上浮。由此，能防止辅助构件相对于第一金属构件以及第二金属构件的位置偏移，因而能更理想地进行摩擦搅拌接合。
12.此外，较为理想的是，在上述接合工序中，使所述旋转工具绕所述第一金属构件的周壁部的外周面以及所述第二金属构件的周壁部的外周面旋转一周。在上述结构中，能提高中空容器的密闭性。
13.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、板状的第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的背面的周缘部面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面与所述周缘部的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的背面的周缘部与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件的周壁部的端面以及所述第二金属构件的背面的周缘部中的至少一方包括向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的至少一个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面。
14.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、板状的第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的背面的周缘部面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面与所述周缘部的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的背面的周缘部与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件的周壁部的端面以及所述第二金属构件的背面的周缘部包括向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的两个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面。
15.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、板状的第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的背面的周缘部面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面与所述周缘部的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的背面的周缘部与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件的周壁部的端面以及所述第二金属构件的背面的周缘部中的至少一方包括向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的至少一个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面，并且所述辅助构件的背面侧包括向至少一个侧面侧扩宽的突起部。
16.此外，本发明是一种中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具来制造中空容器，其特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备第一金属构件、板状的第二金属构件和框状的辅助构件，所述第一金属构件具有包括底部和从所述底部的周缘部立起的周壁部的凹部；对接工序，在所述对接工序中，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述第二金属构件的背面的周缘部面对面，并将所述辅助构件夹入所述端面与所述周缘部的间隙，使所述第一金属构件的周壁部的端面与所述辅助构件的一个侧面对接，以形成第一对接部，使所述第二金属构件的背面的周缘部与所述辅助构件的另一个侧面对接，以形成第二对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将旋转的所述旋转工具从所述辅助
构件的仅正面插入，并且在使仅所述搅拌销与所述辅助构件接触且使所述搅拌销的外周面与所述第一金属构件以及所述第二金属构件稍稍接触的状态下，使所述旋转工具沿所述第一对接部以及所述第二对接部相对移动，以经由辅助构件对所述第一金属构件和所述第二金属构件进行接合，所述第一金属构件、所述第二金属构件以及所述辅助构件由铝或铝合金形成，所述第一金属构件以及所述第二金属构件的硬度比所述辅助构件的硬度高，所述第一金属构件的周壁部的端面以及所述第二金属构件的背面的周缘部包括向外侧倾斜的倾斜面，所述辅助构件的两个侧面包括随着从正面侧向背面侧而前端变细的倾斜面，并且所述辅助构件的背面侧包括向至少一个侧面侧扩宽的突起部。
17.根据上述中空容器的制造方法，使用包括前端细的搅拌销的旋转工具，因此，能容易地插入辅助构件。此外，将仅搅拌销插入辅助构件，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。此外，将旋转工具插入比第一金属构件以及第二金属构件更软质的辅助构件，因此，能延长旋转工具的寿命。此外，通过使搅拌销与第一金属构件以及第二金属构件稍稍接触，能提高接合强度。
18.此外，在所述辅助构件的背面侧设置向至少一个侧面侧扩宽的突起部的情况下，能防止在摩擦搅拌接合时辅助构件的上浮。由此，能防止辅助构件相对于第一金属构件以及第二金属构件的位置偏移，因此，能更理想地摩擦搅拌接合。
19.此外，较为理想的是，在上述接合工序中，使所述旋转工具绕所述第一金属构件以及所述第二金属构件旋转一周。在上述结构中，能提高中空容器的密闭性。
20.此外，在所述第一金属构件以及所述第二金属构件是铸造件、所述辅助构件是延展件的情况下，能理想地对铸造件彼此进行接合。发明效果
21.根据本发明的中空容器的制造方法，能将硬度高的金属构件彼此理想地接合以形成中空容器。
附图说明
22.图1是表示本发明第一实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图2是表示第一实施方式的辅助构件的加工前的立体图。图3是表示第一实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图4是表示第一实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图5是表示第一实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的立体图。图6是表示本发明第二实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图7是表示本发明第三实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图8是表示第三实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图9是表示本发明第四实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图10是表示第四实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图11是表示第四实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的立体图。图12是表示本发明第五实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图13是表示第五实施方式的辅助构件的加工前的立体图。图14是表示第五实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。
图15是表示第五实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图16是表示第五实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的立体图。图17是表示本发明第六实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图18是表示本发明第七实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图19是表示第七实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图20是表示本发明第八实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图21是表示第八实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图22是表示第八实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的立体图。
具体实施方式
23.[第一实施方式]适当参照附图对本发明第一实施方式进行说明。在第一实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。如图5所示，在本实施方式中，对第一金属构件1和第二金属构件2进行摩擦搅拌接合，以制造出中空容器100。以下说明中的“外表面”是指与“内表面”相反一侧的面。此外，以下说明中的“外周面”是指与“内周面”相反一侧的面。此外，“正面”是“背面”相反一侧的面。
[0024]
如图1所示，准备工序是准备第一金属构件1、第二金属构件2和辅助构件10的工序。第一金属构件1以及第二金属构件2是正方形的板状的金属构件。第一金属构件1以及第二金属构件2的板厚相同。第一金属构件1以及第二金属构件2只要为能摩擦搅拌的金属则不受特别限制，例如使用铝或铝合金。在本实施方式中，第一金属构件1以及第二金属构件2使用jish5302adc12(al
‑
si
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cu类)等铝合金铸造件。
[0025]
在第一金属构件1的内表面1c的中央部形成有凹部1f，上述凹部1f包括四边形的底部1d和从底部1d的周缘部立起的方筒状的周壁部1e。在第二金属构件2的内表面2c的中央部形成有凹部2f，上述凹部2f包括四边形的底部2d和从底部2d的周缘部立起的方筒状的周壁部2e。
[0026]
如图3所示，在第一金属构件1中，周壁部1e的端面1a呈向外侧(第二金属构件2的周壁部2e的端面2a一侧)倾斜的倾斜面。在第二金属构件2中，周壁部2e的端面2a呈向外侧(第一金属构件1的周壁部1e的端面1a一侧)倾斜的倾斜面。这样，端面1a以及端面2a呈以随着从周壁部1e、2e的内周面1h、2h向外周面1g、2g而相互远离的方式倾斜的倾斜面。端面1a、2a相对于与周壁部1e的外周面1g正交的假想正交面的倾斜角度相同。
[0027]
如图1所示，辅助构件10是夹设于第一金属构件1与第二金属构件2之间的大致四边形的框状的构件。辅助构件10由比第一金属构件1的硬度低的金属形成。辅助构件10例如由jisa1050、a1100、a6063等铝合金延展件形成。
[0028]
如图2所示，辅助构件10由作为截面呈大致梯形的挤压件的长条构件15形成。在长条构件15中，在作为辅助构件10(参照图3)的内周侧的面，四个缺口15a以在长边方形上空开间隔的方式形成。此外，通过在各个缺口15a处将长条构件15折弯成直角，并且使长条构件15的两个端部对接，以如图1所示形成四边形的框状的辅助构件10。另外，框状的辅助构件10例如也可以通过压铸法形成。
[0029]
如图3所示，辅助构件10包括截面呈梯形的主体部11和从主体部11的内周面10d向
内侧突出的突起部12。主体部11包括外周面(正面)10a、侧面10b、10c和内周面(背面)10d。侧面10b、10c呈随着远离外周面10a(随着朝向内周面10d)而相互靠近的倾斜面。也就是说，辅助构件10的侧面10b、10c呈从外周面10a一侧向内周面10d一侧而前端变细的倾斜面。侧面10b、10c的倾斜角度与分别相对的端面1a、2a的倾斜角度相同。突起部12的截面呈宽度比主体部11的内周面(背面10d)大的矩形。突起部12在辅助构件10的周向上以固定的形状形成。
[0030]
如图3所示，对接工序是将第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件10对接的工序。在对接工序中，使第一金属构件1的端面1a与第二金属构件2的端面2a面对面地配置。接着，将辅助构件10配置于端面1a与端面2a彼此之间，并将辅助构件10夹入端面1a与端面2a之间的间隙。以使第一金属构件1的端面1a与辅助构件10的侧面10b大致面接触的方式对接，以形成对接部j1。以使第二金属构件2的端面2a与辅助构件10的侧面10c大致面接触的方式对接，以形成对接部j2。辅助构件10的外周面(正面)10a与第一金属构件1的外周面1g以及第二金属构件2的外周面2g共面。辅助构件10的内周面10d与第一金属构件1的内周面1h以及第二金属构件2的内周面2h共面。此外，突起部12分别卡定于第一金属构件1的内周面1h以及第二金属构件2d内周面2h。
[0031]
在此，如图4所示，旋转工具f由基部f1和搅拌销f2构成。旋转工具f由例如工具钢形成。基部f1是与摩擦搅拌装置的转轴连接的部位。搅拌销f2从基部f1下垂，且前端变细。在搅拌销f2的前端形成有相对于旋转中心轴垂直的平坦面f3。平坦面f3由比辅助构件10的内周面(背面)10d稍大的尺寸形成。
[0032]
搅拌销f2的外周面的锥角角度与第一金属构件1的端面1a以及第二金属构件2的端面2a各自的倾斜角度相同。也就是说，从侧面观察搅拌销f2的截面形状与辅助构件10的主体部11的截面形状大致相同。
[0033]
在搅拌销f2的外周面刻设有螺旋槽。在本实施方式中，使旋转工具f朝右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端侧而朝左旋绕。另外，在使旋转工具f朝左旋转的情况下，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端侧而朝右旋绕。如此，塑性流动化的金属被螺旋槽引导而朝前端侧移动，因此，能抑制毛边的产生。旋转工具f例如能安装于在前端设有旋转驱动元件的机械臂上来使用。
[0034]
如图4所示，接合工序是使用旋转工具f对第一金属构件1与第二金属构件2进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中，将朝右旋转的旋转工具f的搅拌销f2插入辅助构件10的主体部11的外周面(正面)10a的宽度方向中央处。在接合工序中，使搅拌销f2的外周面也可以不与第一金属构件1的端面1a以及第二金属构件2的端面2a接触，但在本实施方式中，在使搅拌销f2的外周面与两个端面1a、2a稍稍接触的状态下沿辅助构件10相对移动。搅拌销f2的外周面与两个端面1a、2a的接触量例如只要适当设定为小于1.0mm即可。
[0035]
在接合工序中，在使仅搅拌销f2与第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件10接触，搅拌销f2的基端侧从第一金属构件1以及第二金属构件2露出的状态下进行摩擦搅拌。搅拌销f2的平坦面f3在不从第一金属构件1的内周面1h以及第二金属构件2的内周面2h突出的范围内插入到较深的位置。如图5所示，使旋转工具f沿辅助构件10相对移动，并使旋转工具f绕第一金属构件1和第二金属构件2的周壁部1e、2e的外周面一周。此时，使接合工序的始端与终端重叠，同时在到达结束位置后使旋转工具f从辅助构件10脱离。根据以上方
式，对接部j1、j2能在一个工序中被同时摩擦搅拌接合。在旋转工具f的移动轨迹上形成塑性化区域w。通过对第一金属构件1的周壁部1e和第二金属构件2的周壁部2e进行摩擦搅拌接合，以将第一金属构件1的凹部1f与第二金属构件2的凹部2f连接。由此，形成具有由两个凹部1f、2f形成的内部空间的中空容器100。
[0036]
根据以上说明的本实施方式的中空容器100的制造方法，如图4所示使用包括前端细的搅拌销f2的旋转工具f，因此，能容易地插入辅助构件10的外周面(正面)10a。此外，将仅搅拌销f2插入辅助构件10并在使搅拌销f2的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。
[0037]
此外，将旋转工具f插入比第一金属构件1以及第二金属构件2更软质的辅助构件10，因此，能延长旋转工具f的寿命。此外，使搅拌销f2保持与第一金属构件1以及第二金属构件2稍稍接触，因此，能防止第一金属构件1以及第二金属构件2的硬质金属大量混入到辅助构件10一侧，因此，能进一步提高接合强度。
[0038]
此外，在第一金属构件1的端面1a和第二金属构件2的端面2a设置倾斜面，因此，能防止搅拌销f2与第一金属构件1以及第二金属构件2大幅接触。此外，在本实施方式中，将搅拌销f2的锥角角度设为与端面1a、2a的倾斜角度相同(大致平行)，因此，能在整个高度方向上高平衡性地摩擦搅拌。
[0039]
此外，若摩擦搅拌接合的接合长度变长，则随之，辅助构件10也会形成得较长。若在上述这种情况下进行摩擦搅拌接合，则存在辅助构件10上浮的问题。然而，根据本实施方式，由于在辅助构件10设置突起部12，因此，突起部12卡定于内周面1h、2h，能防止辅助构件10的上浮。由此，能防止辅助构件10相对于第一金属构件1以及第二金属构件2的位置偏移，因此，能更理想地进行摩擦搅拌接合。
[0040]
另外，在本实施方式中，设定为突起部12卡定于第一金属构件1以及第二金属构件2的两方，但也可以以不使辅助构件10上浮的方式卡定于第一金属构件1以及第二金属构件2中的至少一方。
[0041]
[第二实施方式]接着，对本发明第二实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图6是表示本发明第二实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。在第二实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第二实施方式中，主要是辅助构件10a的形状与第一实施方式不同。在本实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0042]
如图6所示，第一金属构件1以及第二金属构件2与第一实施方式相同。辅助构件10a由截面呈梯形的主体部11构成。也就是说，第二实施方式的辅助构件10a是没有第一实施方式的辅助构件10(参照图3)的突起部12的结构。
[0043]
在对接工序中，与第一实施方式同样地，使第一金属构件1以及第二金属构件2从辅助构件10a的两侧对接。第一金属构件1的端面1a与辅助构件10的侧面10b对接，以形成对接部j1。第二金属构件2的端面2a与辅助构件10的侧面10c对接，以形成对接部j2。在接合工序中，与第一实施方式同样地，使用旋转工具f对对接部j1、j2进行摩擦搅拌接合。
[0044]
根据以上说明的第二实施方式，也能起到与第一实施方式大致相同的效果。此外，第二实施方式的辅助构件10a的截面呈梯形，因此，容易通过挤压成形件来制造辅助构件
10a。
[0045]
[第三实施方式]接着，对本发明第三实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图7是表示本发明第三实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图8是表示本发明第三实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。在第三实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第三实施方式中，主要是辅助构件10b的形状与第一实施方式不同。在本实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0046]
在准备工序中，准备第一金属构件1b、第二金属构件2和辅助构件10b。第一金属构件1b的端面1a相对于外周面1g以及内周面1g垂直。第二金属构件2与第一实施方式相同。
[0047]
第三实施方式的辅助构件10b包括截面呈梯形的主体部11b和从主体部11b的内周面10d向内侧突出的突起部12。主体部11b包括外周面(正面)10a、侧面10b、10c和内周面(背面)10d。侧面10b相对于外周面10a垂直。侧面10c以随着远离外周面10a而前端变细的方式倾斜。侧面10c的倾斜角度与第二金属构件2的端面2a的倾斜角度相同。突起部12与第一实施方式相同。另外，也可以在第三实施方式的辅助构件10b中不形成突起部12。
[0048]
在对接工序中，使第一金属构件1b、第二金属构件2和辅助构件10b对接。第一金属构件1b的端面1a与辅助构件10b的侧面10b对接，以形成对接部j1。第二金属构件2的端面2a与辅助构件10b的侧面10c对接，以形成对接部j2。辅助构件10的外周面(正面)10a分别与第一金属构件1的外周面1g以及第二金属构件2的外周面2g共面。辅助构件10的内周面(背面)10d分别与第一金属构件1的内周面1h以及第二金属构件2的内周面1h共面。
[0049]
如图8所示，在接合工序中，使用旋转工具f进行摩擦搅拌接合。在第三实施方式中，将旋转工具f的仅搅拌销f2插入辅助构件10b，并在使搅拌销f2的基端侧露出的状态下沿辅助构件10b相对移动，以对对接部j1、j2进行摩擦搅拌接合。此外，在第三实施方式中，在使搅拌销f2的旋转中心轴z朝第二金属构件2一侧倾斜、同时使搅拌销f2的外周面与第一金属构件1的端面1a和第二金属构件2的端面2a稍稍接触的状态下进行摩擦搅拌。另外，只要适当设定旋转工具f的倾斜角度即可，但较为理想的是，设定为使搅拌销f2的外周面与第一金属构件1b的端面1a平行，并且使搅拌销f2的外周面与第二金属构件2的端面2a平行。
[0050]
根据以上说明的第三实施方式的中空容器的制造方法，也能够起到与第一实施方式大致相同的效果。此外，在第三实施方式中，由于无需将第一金属构件1b的端面1a设为倾斜面，因此，能节省作业工夫。
[0051]
[第四实施方式]接着，对本发明第四实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图9是表示本发明第四实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图10是表示第四实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。图11是表示第四实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的立体图。在第四实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第四实施方式中，主要是第一金属构件1c、第二金属构件2c以及辅助构件10c的形状与第一实施方式不同。在本实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0052]
如图9所示，在第四实施方式的第一金属构件1c的内表面1c的中央部形成有凹部1f，上述凹部1f包括圆形的底部1d和从底部1d的周缘部立起的圆筒状的周壁部1e。在第四
实施方式的第二金属构件2c的内表面2c的中央部形成有凹部2f，上述凹部2f包括圆形的底部2d和从底部2d的周缘部立起的圆筒状的周壁部2e。第四实施方式的辅助构件10c是夹设于第一金属构件1c与第二金属构件2c之间的圆形的框状的构件。
[0053]
如图10所示，在对接工序中，将辅助构件10c夹入第一金属构件1c的端面1a与第二金属构件2c的端面2a之间，以形成对接部j1、j2。在接合工序中，以与第一实施方式大致相同的要领将仅搅拌销f2与第一金属构件1c、第二金属构件2c以及辅助构件10c接触，并在使搅拌销f2的基端侧从第一金属构件1c以及第二金属构件2c露出的状态下进行摩擦搅拌。接着，如图11所示，使旋转工具f沿辅助构件10c相对移动，并使旋转工具f绕第一金属构件1c的周壁部1e以及第二金属构件2c的周壁部1e、2e的外周面旋转一周。在旋转工具f的移动轨迹上形成塑性化区域w。
[0054]
通过对第一金属构件1c的周壁部1e与第二金属构件2c的周壁部2e进行摩擦搅拌接合，以将第一金属构件1c的凹部1f与第二金属构件2c的凹部2f连接。由此，形成具有由两个凹部1f、2f形成的内部空间的圆柱状的中空容器200。
[0055]
根据以上说明的第四实施方式的中空容器的制造方法，也能够起到与第一实施方式大致相同的效果。
[0056]
[第五实施方式]适当参照附图对本发明第五实施方式进行说明。在第五实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。如图16所示，在本实施方式中，对第一金属构件1和第二金属构件20进行摩擦搅拌接合，以制造出中空容器300。以下说明中的“外表面”是指与“内表面”相反一侧的面。此外，以下说明中的“外周面”是指与“内周面”相反一侧的面。以下说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。
[0057]
如图12所示，准备工序是准备第一金属构件1、第二金属构件20以及辅助构件30的工序。第一金属构件1以及第二金属构件20是四边形的金属构件。第一金属构件1以及第二金属构件20只要为能摩擦搅拌的金属则不受特别限制，例如使用铝或铝合金。在本实施方式中，第一金属构件1以及第二金属构件20使用jish5302adc12(al
‑
si
‑
cu类)等铝合金铸造件。
[0058]
在第一金属构件1的内表面1c的中央部形成有凹部1f，上述凹部1f包括四边形的底部1d和从底部1d的周缘部立起的方筒状的周壁部1e。
[0059]
第二金属构件20呈矩形板状。第二金属构件20的背面20b的周缘部20d以随着朝向外周面20c而变薄的方式倾斜。周缘部20d的倾斜面遍及整周地形成。
[0060]
如图14所示，在第一金属构件1中，周壁部1e的端面1a随着朝向外周面1g而朝远离第二金属构件20的方向倾斜。也就是说，第一金属构件1的端面1a以及第二金属构件20的周缘部20d以随着从内周面1h向外周面1g而相互远离的方式倾斜。端面1a以及周缘部20d相对于与周壁部1e的外周面1g正交的假想正交面的倾斜角度相同。
[0061]
如图12所示，辅助构件30是夹设于第一金属构件1与第二金属构件20之间的四边形的框状的构件。辅助构件30由比第一金属构件1的硬度低的金属形成。辅助构件30例如由jisa1050、a1100、a6063等铝合金延展件形成。
[0062]
如图13所示，辅助构件30由作为截面呈大致梯形的挤压件的长条构件15形成。在长条构件15中，在作为辅助构件30(参照图14)的内周侧的面，四个缺口15a以在长边方向上
空开间隔的方式形成。此外，通过在各个缺口15a处将长条构件15折弯成直角，并且使长条构件15的两个端部对接，从而如图12所示形成四边形的框状的辅助构件30。另外，框状的辅助构件30例如也可以通过压铸法形成。
[0063]
如图14所示，辅助构件30包括截面呈梯形的主体部31和从主体部31的内周面(背面)30d向内侧突出的突起部32。主体部31包括外周面(正面)30a、侧面30b、30c和内周面30d。侧面30b、30c呈随着远离外周面30a(随着朝向内周面30d)而相互靠近的倾斜面。也就是说，辅助构件30的侧面30b、30c呈从外周面30a一侧向内周面30d一侧而前端变细的倾斜面。侧面30b、30c的倾斜角度分别与相对的端面1a、周缘部20d的倾斜角度相同。突起部32的截面呈宽度比主体部31的内周面(背面30d)大的矩形。突起部32在辅助构件30的周向上以固定的形状形成。
[0064]
如图14所示，对接工序是将第一金属构件1、第二金属构件20以及辅助构件30对接的工序。在对接工序中，将第一金属构件1的端面1a与第二金属构件20的周缘部20d面对面地配置。接着，将辅助构件30夹入端面1a、周缘部20d彼此的间隙。以使第一金属构件1的端面1a与辅助构件30的侧面30b大致面接触的方式对接，以形成对接部j11。以使第二金属构件20的周缘部20d与辅助构件30的侧面30c大致面接触的方式对接，以形成对接部j12。辅助构件30的外周面(正面)30a与第一金属构件1的外周面1g以及第二金属构件20的外周面20c共面。辅助构件30的内周面30d与第一金属构件1的内周面1h共面。此外，突起部32卡定于第一金属构件1的内周面1h。
[0065]
在此，如图15所示，旋转工具f由基部f1和搅拌销f2构成。旋转工具f由例如工具钢形成。基部f1是与摩擦搅拌装置的转轴连接的部位。搅拌销f2从基部f1下垂，且前端变细。在搅拌销f2的前端形成有相对于旋转中心轴垂直的平坦面f3。平坦面f3由比辅助构件30的内周面30d稍大的尺寸形成。
[0066]
搅拌销f2的外周面的锥角角度与第一金属构件1的端面1a以及第二金属构件2的周缘部20d各自的倾斜角度相同。也就是说，从侧面观察搅拌销f2的截面形状与辅助构件30的主体部31的截面形状大致相同。
[0067]
在搅拌销f2的外周面刻设有螺旋槽。在本实施方式中，使旋转工具f朝右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端侧向前端侧而朝左旋绕。另外，在使旋转工具f朝左旋转的情况下，螺旋槽形成为随着从基端侧向前端侧而朝右旋绕。若是这样，塑性流动化的金属被螺旋槽引导而朝前端侧移动，因此，能抑制毛边的产生。旋转工具f例如能安装于在前端设有旋转驱动单元的机械臂上来使用。
[0068]
如图15所示，接合工序是使用旋转工具f对第一金属构件1与第二金属构件20进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中，将朝右旋转的旋转工具f的搅拌销f2插入辅助构件30的外周面(正面)30a的宽度方向中央处。在接合工序中，也可以使搅拌销f2的外周面不与第一金属构件1的端面1a以及第二金属构件2的周缘部20d接触，但在本实施方式中，使搅拌销f2的外周面在与端面1a以及周缘部20d稍稍接触的状态下沿辅助构件30相对移动。搅拌销f2的外周面与端面1a以及周缘部20d的接触量例如只要适当设定为小于1.0mm即可。
[0069]
在接合工序中，使仅搅拌销f2与第一金属构件1、第二金属构件20以及辅助构件30接触，并在使搅拌销f2的基端侧从第一金属构件1以及第二金属构件20露出的状态下进行摩擦搅拌。搅拌销f2的平坦面f3在不从第一金属构件1的内周面1h突出的范围内插入到较
深的位置。
[0070]
如图16所示，使旋转工具f沿辅助构件30相对移动，并使旋转工具f绕第一金属构件1的周壁部1e以及第二金属构件20的外周面20c旋转一周，并且使始端与终端重叠。在到达结束位置后，使旋转工具f脱离辅助构件30。根据以上方式，对接部j11、j12在一个工序中被同时摩擦搅拌接合。在旋转工具f的移动轨迹上形成塑性化区域w。通过对第一金属构件1的周壁部1e与第二金属构件20进行摩擦搅拌接合，从而形成具有由凹部1f形成的内部空间的中空容器300。
[0071]
根据以上说明的本实施方式的中空容器300的制造方法，如图15所示，使用包括前端细的搅拌销f2的旋转工具f，因此，能容易地插入辅助构件30的外周面(正面)30a。此外，在将仅搅拌销f2插入辅助构件30，并在使搅拌销f2的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。
[0072]
此外，将旋转工具f插入比第一金属构件1以及第二金属构件20更软质的辅助构件30，因此，能延长旋转工具f的寿命。此外，使搅拌销f2保持与第一金属构件1以及第二金属构件2稍稍接触，因此，能防止第一金属构件1以及第二金属构件20的硬质金属大量混入到辅助构件30一侧，因而能进一步提高接合强度。
[0073]
此外，在第一金属构件1的端面1a和第二金属构件20的周缘部20d设置倾斜面，因此，能防止搅拌销f2与第一金属构件1以及第二金属构件20大幅接触。此外，在本实施方式中，将搅拌销f2的锥角角度和端面1a以及周缘部20d的倾斜角度设为相同(大致平行)，因此，能在整个高度方向上高平衡性地摩擦搅拌。
[0074]
此外，若摩擦搅拌接合的接合长度变长，则随之辅助构件30也形成得较长。若在上述这种情况下进行摩擦搅拌接合，则存在辅助构件30上浮的问题。然而，根据本实施方式，在辅助构件30设置突起部32，因此，突起部32卡定于周壁部1e的内周面1h，能防止辅助构件30的上浮。由此，能防止辅助构件30相对于第一金属构件1以及第二金属构件20的位置偏移，因此，能更理想地进行摩擦搅拌接合。
[0075]
[第六实施方式]接着，对本发明第六实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图17是表示本发明第六实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。在第六实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第六实施方式中，主要是辅助构件30a的形状与第五实施方式不同。在本实施方式中，以与第六实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0076]
如图17所示，第一金属构件1以及第二金属构件20与第五实施方式相同。辅助构件30a由截面呈梯形的主体部31构成。也就是说，第六实施方式的辅助构件30a是没有第五实施方式的辅助构件30(参照图14)的突起部32的结构。
[0077]
在对接工序中，与第五实施方式同样地，使第一金属构件1以及第二金属构件20从辅助构件30a的两侧对接。第一金属构件1的端面1a与辅助构件30的侧面30b对接，以形成对接部j11。第二金属构件20的周缘部20d与辅助构件30的侧面30c对接，以形成对接部j12。在接合工序中，与第五实施方式同样地，使用旋转工具f对对接部j11、j12进行摩擦搅拌接合。
[0078]
根据以上说明的第六实施方式，也能起到与第五实施方式大致相同的效果。此外，第六实施方式的辅助构件30a的截面呈梯形，因此，容易通过挤压成形来制造辅助构件30a。
[0079]
[第七实施方式]接着，对本发明第七实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图18是表示本发明第七实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图19是表示本发明第七实施方式的中空容器的制造方法的接合工序的剖视图。在第七实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第七实施方式中，主要是辅助构件30b的形状与第五实施方式不同。在本实施方式中，以与第五实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0080]
如图18所示，在准备工序中，准备第一金属构件1、第二金属构件20b和辅助构件30b。第一金属构件1与第五实施方式大致相同。第二金属构件20b在背面20b的周缘部20d并未设置倾斜面。
[0081]
第七实施方式的辅助构件30b包括截面呈梯形的主体部31b和从主体部31b的内周面30d突出的突起部32。主体部31b包括外周面(正面)30a、侧面30b、30c和内周面(背面)30d。侧面30c相对于外周面30a垂直。侧面30b以随着远离外周面30a而前端变细的方式倾斜。侧面30c的倾斜角度与第一金属构件1的端面1a的倾斜角度相同。突起部32与第五实施方式大致相同。
[0082]
在对接工序中，使第一金属构件1、第二金属构件20b和辅助构件30b对接。第一金属构件1的端面1a与辅助构件30b的侧面30b对接，以形成对接部j11。第二金属构件20b的周缘部20d与辅助构件30b的侧面30c对接，以形成对接部j12。辅助构件30的外周面(正面)30a分别与第一金属构件1的外周面1g以及第二金属构件20b的外周面20c共面。辅助构件30的内周面(背面)30d与第一金属构件1的内周面1h共面。
[0083]
如图19所示，在接合工序中，使用旋转工具f进行摩擦搅拌接合。在第七实施方式中，将旋转工具f的仅搅拌销f2插入辅助构件30b，并在使搅拌销f2的基端侧露出的状态下沿辅助构件30b相对移动，以对对接部j11、j12进行摩擦搅拌接合。此外，在第七实施方式中，在使搅拌销f2的旋转中心轴z朝第一金属构件1的底部1d一侧倾斜、同时使搅拌销f2的外周面与第一金属构件1的端面1a和第二金属构件20b的周缘部20d稍稍接触的状态下进行摩擦搅拌。另外，只要适当设定旋转工具f的倾斜角度即可，但较为理想的是，设定为使搅拌销f2的外周面与第一金属构件1的端面1a平行，并且使搅拌销f2的外周面与第二金属构件20b的端面20d平行。
[0084]
根据以上说明的第七实施方式的中空容器的制造方法，也能够起到与第五实施方式大致相同的效果。此外，在第七实施方式中，由于无需将第二金属构件20b的端面20d设为倾斜面，因此，能节省作业工夫。另外，也可以省略突起部32。
[0085]
[第八实施方式]接着，对本发明第八实施方式的中空容器的制造方法进行说明。图20是表示本发明第八实施方式的中空容器的制造方法的准备工序的立体图。图21是表示本发明第八实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的剖视图。图22是表示第八实施方式的中空容器的制造方法的对接工序的立体图。在第八实施方式的中空容器的制造方法中进行准备工序、对接工序和接合工序。在第八实施方式中，主要是第一金属构件1c、第二金属构件20c以及辅助构件30c的形状与第五实施方式不同。在本实施方式中，以与第五实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0086]
如图20所示，在第八实施方式的第一金属构件1c的内表面1c的中央部形成有凹部
1f，上述凹部1f包括圆形的底部1d和从底部1d的周缘部立起的圆筒状的周壁部1e。第八实施方式的第二金属构件20c呈圆板状。第二金属构件20c的背面20b的周缘部20d以随着朝向外周面20c而变薄的方式倾斜。周缘部20d的倾斜面遍及整周地形成。第八实施方式的辅助构件30c是夹设于第一金属构件1c与第二金属构件20c之间的圆形的框状的构件。辅助构件30c的截面呈随着朝向内侧而前端变细的梯形。
[0087]
如图21所示，在对接工序中，将辅助构件30c夹入第一金属构件1c的端面1a与第二金属构件20c的周缘部20d之间，以形成对接部j11、j12。对接部j11是第一金属构件1c的端面1a与辅助构件30c的侧面30b对接而成的部位。对接部j12是第二金属构件20c的周缘部20d与辅助构件30c的侧面30c对接而成的部位。
[0088]
在接合工序中，在以与第五实施方式大致相同的要领使仅搅拌销f2与第一金属构件1c、第二金属构件20c以及辅助构件30c接触，并在使搅拌销f2的基端侧从第一金属构件1c以及第二金属构件20c露出的状态下进行摩擦搅拌。接着，如图22所示，使旋转工具f沿辅助构件30c相对移动，并使旋转工具f绕第一金属构件1c以及第二金属构件20c旋转一周。在旋转工具f的移动轨迹上形成塑性化区域w。
[0089]
通过对第一金属构件1c的周壁部1e与第二金属构件20c的周缘部20d进行摩擦搅拌接合，从而形成具有由凹部1f形成的内部空间的圆柱状的中空容器400。
[0090]
根据以上说明的第八实施方式的中空容器的制造方法，也能够起到与第五实施方式大致相同的效果。(符号说明)
[0091]
1 第一金属构件(第一实施方式、第七实施方式)；1b 第一金属构件(第三实施方式)；1c 第一金属构件(第四实施方式、第八实施方式)；1a 端面(倾斜面)；2 第二金属构件；2c 第二金属构件(第四实施方式)；2a 端面(倾斜面)；10 辅助构件；10a 外周面(正面)；10b 内周面(背面)；10a 辅助构件(第二实施方式)；10b 辅助构件(第三实施方式)；10c 辅助构件(第四实施方式)；12 突起部；20 第二金属构件(第五实施方式)；20b 背面；20d 周壁部；30 辅助构件(第五实施方式)；30a 辅助构件(第六实施方式)；
30b 辅助构件(第七实施方式)；30c 辅助构件(第八实施方式)；32 突起部；j1 对接部；j2 对接部；j11 对接部；j12 对接部；f 旋转工具；f2 搅拌销。