專利名稱：電機驅動數控摩擦焊機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種進行摩擦焊接的數控設備，尤其是無液壓(或氣動等)驅 動，而只采用兩個伺服電機完成全部程序工作的半自動數控摩擦焊機。
背景技術：
目前，公知的連續驅動與慣性摩擦焊機結構是由電機驅動主軸旋轉、液壓
或氣動驅動滑臺、采用液壓或手動機械夾具及PLC (或IPC)電控組合而成。 液壓力驅動滑臺運動使兩個被焊接的工件接觸，通過調節液壓閥的壓力，設定 PLC的時間或光柵尺的位移量來確定焊接參數。例如在寧裴章、才蔭先編著 的《摩擦焊》(機械工業出版社1983 )中介紹的摩擦焊機加壓機構主要是采 用液壓加壓方式，液壓系統參數為壓力及流量，在焊接件材質均勻的前提下， 坪接質量取決于液壓壓力、時間或位移的穩定性；夾具與離合器也都采用液壓 方式。但是，很多情況下液壓系統的壓力振擺(±3%左右)、油液泄漏與噪聲 (75~78dB),會造成焊接精度、質量的下降與環境污染。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種通過電機驅動數控摩擦焊機，省 去了采用液壓驅動帶來的上述麻煩。
為了解決上述問題，本發明采取以下技術方案
一種電機驅動數控摩擦焊機，包括有機架，移動夾具、旋轉夾具和松夾連
桿；
旋轉夾具包括主軸箱、主軸箱內軸向穿設一根中空主軸，中空主軸內穿一 根壓桿，所述主軸從所述主軸箱兩端伸出，所述壓桿從主軸兩端伸出，所述主軸內套上有一限位部，壓桿上套一根彈簧，所述彈簧位于主軸上的限位部和壓 桿外的推壓部之間；所述壓桿右端為一彈簧夾頭，主軸右端為一錐形或楔形頭， 壓桿的彈簧夾頭與主軸的錐形或楔形頭適配，壓桿的彈簧夾頭可卡^L在所述錐 形或楔形頭內，所述主軸伸出主軸箱的一端通過一主軸帶輪連接旋轉電機；
所述移動夾具主要包括絲桿、Ji母、絲母座、滑臺和進給電機，絲桿與絲 母套接，絲母裝于絲母座內，所述機架下方有安裝槽，所述絲母座位于該安裝
槽內；安裝槽上方有一軸向的滑臺槽，所述滑臺位于滑臺槽內；滑臺上有夾具 體，所述夾具體包括兩側壁和底座，該夾具體兩側壁連線與軸向垂直固定安裝 在滑臺上，其兩側壁上橫跨有彈簧導向桿，在夾具體兩側壁之間有左右滑塊， 左右滑塊套在彈簧導向桿上， 一個滑塊與夾具體固定連接，另一滑塊在垂直軸 向上與所述夾具體滑動連接；右滑塊內套上有限位結構，在該限位結構和夾具 體右側壁之間的彈簧導向桿上套一^f艮彈簧，并且在左右滑塊相對端面上分別有 一個卡塊，用于夾持被焊接工件；所述滑臺上有一軸向的長槽，該長槽一側開 口，所述松夾連桿包括底座和側壁，坐于機架上主軸箱的下方，其側壁與壓桿 左端對應，可推壓所述壓桿，松夾連桿的底座從滑臺的長槽的開口伸入，該松 夾連桿底座的卡頭可卡設在滑臺的長槽內；右滑塊底部連接一銷軸，所述銷軸 下端穿過夾具體底部的孔和滑臺上的孔位于上述機架下方的安裝槽內；上述絲 母座上端垂直軸向的側面為一側斜面，所述滑臺上有垂直軸向的方槽，絲母座 上端凸入所述方槽內，所述銷軸的下端位于絲母座側斜面的一側；與滑臺的垂 直軸向的方槽還連通一個大小與絲母座上端對應的軸向槽，絲母座可滑入該軸 向槽內；
上述絲桿右端伸出所述機架的安裝槽，在絲桿伸出端上通過進給帶輪連接 有進給電機。
優選的，在機架上與滑臺對應位置還設有一阻尼裝置，所述阻尼裝置包括 阻尼輪、阻尼座和彈簧，具體結構為在機架上開槽，滑臺上對應開豁口，將 阻尼輪放置在滑臺豁口處，在機架的槽內放置上述彈簧，該彈簧通過機架槽口處的螺栓壓緊在所述阻尼輪上。
優選的，所述滑臺上夾具體的一側固定有一支座。
優選的，所述夾具體上設有垂直軸向的滑槽，所述右滑塊位于所述滑槽內 實現滑槽內的滑動。
優選的，所述主軸內套上的限位部結構為主軸內套的初始段口徑大，尾 段口徑小，所述壓桿上彈簧位于主軸內大口徑段，所述壓桿上的推壓部為卡環 和墊圈，卡環固定套在壓桿上，通過活動套設在壓桿上的墊圈將彈簧壓緊在主 軸內套的凸起處。
優選的，所述右滑塊內套上的限位結構為右滑塊內套初始口徑大，尾段
口徑小，所述彈簧卡設在右滑塊內套上凸起處與夾具體右側壁之間。
優選的，所述松夾連桿的端部卡頭為T型卡頭。 優選的，所述夾具體上設兩根彈簧導向桿。
優選的，所述壓桿上彈簧和右滑塊和夾具體右側壁之間的彈簧采用碟簧， 所述旋轉電機和進給電機都釆用伺服電機。
本發明的有益效果為本發明電機驅動數控摩擦焊機采用兩個電機作為驅 動執行部件， 一個驅動主軸旋轉，另一個驅動滑臺移動，兩個夾具分別由彈簧 實現夾緊，完成頂鍛滑臺移動的過程中，通過機械聯動機構實現旋轉夾具與移 動夾具的分別松夾工作。本發明無液壓，避免了油液泄漏與噪聲等環境污染， 可實現連續摩擦焊接與慣性摩擦焊接兩種焊接方式。
圖1是實施例電機驅動數控摩擦焊機的剖視圖2是主軸箱剖視圖3是圖1的C-C剖視圖4是圖1的B-B剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1, 一種電機驅動數控摩擦焊機，包括有機架13，移動夾具、旋轉 夾具和松夾連桿1。
參照圖1和圖2,旋轉夾具包括主軸箱3、主軸箱3內軸向穿設一根中空 主軸22，中空主軸22內固定穿一根壓桿23，所述主軸22從所述主軸箱3兩 端伸出，所述壓桿23從主軸22兩端伸出，壓桿23上套一串碟簧24,所述主 軸22內套初始段口徑大，尾段口徑小，所述壓桿23上碟簧24位于主軸22 內大口徑段，有一-^環25固定套在壓桿23上，卡環25通過活動套設在壓桿 23上的墊圈26將碟簧24壓緊在主軸22內套的凸起處。
所述壓桿23右端為一彈簧夾頭4，主軸22右端為一錐形或楔形頭，壓桿 23的彈簧夾頭4與主軸22的錐形或楔形頭適配，可卡設在所述錐形或楔形頭 內，所述主軸22伸出主軸箱3的一端通過一主軸帶輪2連接旋轉電機。
參照圖l和圖3，所述移動夾具主要包括絲桿11、絲母IO、絲母座9、滑 臺7和進給電機，絲桿11與絲母10套接，絲母10裝于絲母座9內，所述機 架13下方有安裝槽27,所述絲母座9位于該安裝槽27內，左右分別通過前 軸承座8和后軸承座12固定在機架13上，由絲桿絲母實現傳動更加容易。
安裝槽上方有一軸向的滑臺槽，所述滑臺7位于滑臺槽內，可在滑臺槽內 滑動。
滑臺槽上方的機架13上軸向兩側安裝有滑臺導軌壓板，兩側的滑臺導軌 壓板之間裝有夾具體20，夾具體20固定在滑臺上，該夾具體20包括兩側壁 和底座，該夾具體20兩側壁連線與軸向垂直固定安裝在滑臺7上，其兩側壁 上橫跨有一根或多根彈簧導向桿28，在夾具體20兩側壁之間有左右滑塊，分 別為左滑塊18和右滑塊29,左右滑塊18、 29套在彈簧導向桿28上，左滑塊 18與夾具體20固定連接，夾具體20上與右滑塊29對應處設有垂直軸向的滑 槽，所述右滑塊29位于所述滑槽內，可在該滑槽內軸向滑動。
右滑塊29內套初始口徑大，尾段口徑小，在右滑塊29內套上凸起處與夾具體20右側壁之間的彈簧導向桿28上套有碟簧19。
在左右滑塊18、 29相對端面上分別有一個卡塊17，用于夾持被焊接工件。 參照圖4，所述滑臺7上有一軸向的長槽31，該長槽31—側開口，所述 松夾連桿1包括底座和側壁，坐于機架13上主軸箱3的下方，其側壁與壓桿 23左端對應，可推壓所述壓桿23,松夾連桿1的底座從滑臺7的長槽31的開 口伸入，該松夾連桿1為T型結構，卡設在滑臺7的長槽31內。
參照圖3，右滑塊29底部連接一銷軸21，所述銷軸21下端穿過夾具體 20底部的孔和滑臺7上的孔位于上述機架13下方的安裝槽27內，上述絲母 座9上端垂直軸向的側面為一側斜面，所述滑臺7上有垂直軸向的方槽32, 絲母座9上端凸入在滑臺7的方槽32內，恰-使所述銷軸21的下端位于絲母座 9側凍+面的一側。
再參照圖4,與滑臺7的垂直軸向的方槽32還連通一個大小與絲母座9 上端對應的軸向槽33，絲母座9可滑入該軸向槽33內。
參照圖1，上述絲桿11右端伸出所述機架13的安裝槽27,在絲桿11伸 出端上通過進給帶輪14連接有進給電機。
參照圖4，為了防止焊接結束松夾過程中滑臺7受力移動，在機架13上
與滑臺7對應位置還設有一阻尼裝置，所述阻尼裝置包括阻尼輪16、阻尼座
15和彈簧，具體結構為在機架13上開槽，滑臺7上對應開豁口，將阻尼輪
16放置在滑臺7豁口處，在機架13的槽內放置上述彈簧，該彈簧通過機架13 槽口處的螺栓壓緊在所述阻尼輪i 6上。
參照圖l，為了保證焊接時移動夾具中夾持的工件不會受力移動，在滑臺 7上夾具體的一側固定有一支座6。
所述旋轉電機和進給電機都采用伺服電機，使用伺服電機才能采用數控系 統驅動，這樣可以精密的控制位置精度(或磨耗量精度)、摩擦力、頂鍛力等 參數。
原始狀態時，主軸箱3內的碟簧處于伸長狀態，滑臺7對松夾連桿1沒有約束，松夾連桿1帶動端部的彈簧夾頭4位于主軸22的錐形或楔形頭內，使
夾緊一個被焊接工件。另外，絲母座9的側斜面不接觸銷軸21，右滑塊處于 和左滑塊將工件夾緊的狀態，旋轉夾具和移動夾具都將工件夾緊。此時旋轉夾 具的工件和移動夾具的工件接觸，啟動旋轉電機，壓桿23的彈簧夾頭4旋轉， 帶動加緊在主軸側的工件旋轉，兩工件進行焊接。
焊接完成后，啟動進給電機，使絲桿11反方向旋轉(對應于焊接時是反 方向)，絲母座9右移，絲母座9推動銷軸21移動，使右滑塊的夾塊17和左 滑塊的夾塊17分離，松開對移動夾具的工件的夾持，絲母座9繼續向右移動， 當絲母座9凸入滑臺7的軸向槽內與滑臺7接觸時，絲母座9帶動滑臺7向右 運動，滑臺7 —直移動到松夾連桿1與滑臺7條形長槽左側壁接觸，滑臺7 拉動*>夾連桿1右移，從而推動壓桿23右移，壓緊壓桿23上石萊簧，推動壓桿 23端部的彈簧夾頭4脫離主軸22的錐形或楔形頭，從而解開對旋轉夾具上被 焊接工件的夾持。
本發明電機驅動的數控摩擦焊機。它采用兩個伺服電機作為驅動執行部 件， 一個驅動主軸22旋轉，另一個驅動滑臺7移動，兩個夾具分別由碟簧結 構實現夾緊，完成頂鍛滑臺7移動的過程中，通過機械聯動機構實現旋轉夾具 與移動夾具的分別^^夾工作。本發明無液壓，避免了油液泄漏與噪聲等環境污 染，可實現連續摩擦焊接與慣性摩擦悍接兩種焊接方式。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1、一種電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于，包括有機架，移動夾具、旋轉夾具和松夾連桿；旋轉夾具包括主軸箱、主軸箱內軸向穿設一根中空主軸，中空主軸內穿一根壓桿，所述主軸從所述主軸箱兩端伸出，所述壓桿從主軸兩端伸出，所述主軸內套上有一限位部，壓桿上套一根彈簧，所述彈簧位于主軸上的限位部和壓桿外的推壓部之間；所述壓桿右端為一彈簧夾頭，主軸右端為一錐形或楔形頭，壓桿的彈簧夾頭與主軸的錐形或楔形頭適配，壓桿的彈簧夾頭可卡設在所述錐形或楔形頭內，所述主軸伸出主軸箱的一端通過一主軸帶輪連接旋轉電機；所述移動夾具主要包括絲桿、絲母、絲母座、滑臺和進給電機，絲桿與絲母套接，絲母裝于絲母座內，所述機架下方有安裝槽，所述絲母座位于該安裝槽內；安裝槽上方有一軸向的滑臺槽，所述滑臺位于滑臺槽內；滑臺上有夾具體，所述夾具體包括兩側壁和底座，該夾具體兩側壁連線與軸向垂直固定安裝在滑臺上，其兩側壁上橫跨有彈簧導向桿，在夾具體兩側壁之間有左右滑塊，左右滑塊套在彈簧導向桿上，一個滑塊與夾具體固定連接，另一滑塊在垂直軸向上與所述夾具體滑動連接；右滑塊內套上有限位結構，在該限位結構和夾具體右側壁之間的彈簧導向桿上套一根彈簧，并且在左右滑塊相對端面上分別有一個卡塊，用于夾持被焊接工件；所述滑臺上有一軸向的長槽，該長槽一側開口，所述松夾連桿包括底座和側壁，坐于機架上主軸箱的下方，其側壁與壓桿左端對應，可推壓所述壓桿，松夾連桿的底座從滑臺的長槽的開口伸入，該松夾連桿底座的卡頭可卡設在滑臺的長槽內；右滑塊底部連接一銷軸，所述銷軸下端穿過夾具體底部的孔和滑臺上的孔位于上述機架下方的安裝槽內；上述絲母座上端垂直軸向的側面為一側斜面，所述滑臺上有垂直軸向的方槽，絲母座上端凸入所述方槽內，所述銷軸的下端位于絲母座側斜面的一側；與滑臺的垂直軸向的方槽還連通一個大小與絲母座上端對應的軸向槽，絲母座可滑入該軸向槽內；上述絲桿右端伸出所述機架的安裝槽，在絲桿伸出端上通過進給帶輪連接有進給電機。
2、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 在機架上與滑臺對應位置還設有一阻尼裝置，所述阻尼裝置包括阻尼 輪、阻尼座和彈簧，具體結構為在機架上開槽，滑臺上對應開豁口， 將阻尼輪放置在滑臺豁口處，在機架的槽內放置上述彈簧，該彈簧通 過機架槽口處的螺栓壓緊在所述阻尼輪上。
3、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 所述滑臺上夾具體的一側固定有一支座。
4、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 所述夾具體上設有垂直軸向的滑槽，所述右滑塊位于所述滑槽內實現 滑槽內的滑動。
5、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 所述主軸內套上的限位部結構為主軸內套的初始段口徑大，尾段口 徑小，所述壓桿上彈簧位于主軸內大口徑段，所述壓桿上的推壓部為 卡環和墊圏，卡環固定套在壓桿上，通過活動套設在壓桿上的墊圈將 彈簧壓緊在主軸內套的凸起處。
6、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 所述右滑塊內套上的限位結構為右滑塊內套初始口徑大，尾段口徑 小，所述彈簧卡設在右滑塊內套上凸起處與夾具體右側壁之間。
7、 根據權利要求1所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于， 所述松夾連桿的端部卡頭為T型卡頭。
8、 根據權利要求1-7中任一項所述的電機驅動數控摩擦焊機，其 特征在于，所述夾具體上設兩根彈簧導向桿。
9、 根據權利要求1-7中任一項所述的電機驅動數控摩擦焊機，其特征在于，所述壓桿上彈簧和右滑塊和夾具體右側壁之間的彈簧采用 碟簧，所述旋轉電機和進給電機都采用伺服電機。
全文摘要
電機驅動數控摩擦焊機機架的主軸箱內有主軸，主軸內有壓桿，主軸和壓桿的限位端間的壓桿上有彈簧；壓桿和主軸端頭彈性適配。絲母、絲桿和絲母座做移動夾具驅動，絲母座在機架安裝槽內；機架上有一供滑臺滑動的滑臺槽；滑臺上有垂直軸向的夾具體，左右滑塊穿在夾具體的彈簧導向桿上，左滑塊固定，右滑塊滑動，端部有夾塊；右滑塊的限位端和夾具體側壁間的彈簧導向桿上有彈簧；松夾連桿側壁與壓桿對應，底座卡接在滑臺的軸向長槽內；右滑塊底部的銷軸下端穿過夾具體和滑臺位于機架安裝槽內絲母座側斜面一側，絲母座側斜面是軸向垂直的斜面；絲母座上端凸入滑臺上垂直軸向的方槽中可在軸向槽內滑動。主軸和絲桿上連電機驅動，避免油液泄漏與噪聲。
文檔編號B23K20/12GK101549437SQ20091014326
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者嚴寶春, 濱 于, 劉子彤, 李春芳, 揚 袁 申請人:長春數控機床有限公司