一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置的制造方法
【專利說明】一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及攪拌摩擦焊接領域，具體涉及一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置。
[0003]
【背景技術】
[0004]攪拌摩擦焊接是高速旋轉的攪拌頭扎入工件后沿焊接方向運動，在攪拌頭與工件的接觸部位產生摩擦熱，使其周圍金屬形成塑性軟化層，并在攪拌頭軸肩與攪拌針的攪拌及擠壓作用下實現材料連接的固相焊接方法。攪拌摩擦焊接時要求焊接頭軸肩面與焊接平面有一個夾角(即焊接工藝傾斜角)，以便攪拌頭軸肩能夠提供足夠的頂鍛壓力。因此，攪拌摩擦焊機床還應具備偏轉機構，可以調整范圍一般為±5°。
[0005]傳統的具有偏角的攪拌摩擦焊接機床是通過萬向聯軸節將主軸電機與主軸連接起來。當進行角度偏轉調整時，主軸電機固定安裝不動，通過主軸電機與主軸中間的連接件-萬向聯軸節的角度偏轉，實現偏轉主軸與主軸電機的連接。這種結構的優點是結構扭矩大，易于實現，不足之處是機床結構復雜，體積較為龐大，結構緊湊性較差，對機床的安裝調試要求較高。此外，該結構在焊接過程中由于焊接角度的存在，特別是當萬向聯軸節未調整到位時，萬向聯軸節在焊接過程中會產生較大的噪音，嚴重時會使機床發生故障，影響焊接機床的使用。
[0006]在工程應用中，一般在焊接結束時會留下一個小孔。通常，長直焊縫可以用“引焊板”來消除焊接尾端“匙孔”，但是環形焊縫“匙孔”的消除就不容易用引焊的方法來消除，目前通過采用攪拌頭回抽技術來避免產生小孔。
[0007]
【發明內容】
[0008]針對現有技術存在的上述缺陷，本發明提出一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置。攪拌摩擦焊接機床通過本發明，取消了主軸電機與主軸之間的傳動環節，提高了機床的可靠性，使機床結構緊湊，為攪拌摩擦焊接機床的小型化、輕量化提供了一個可行的方案。同時，通過改變攪拌頭的攪拌針的在焊接過程中的的伸出長度，實現攪拌頭的回抽技術，達到攪拌摩擦焊接的“無匙孔”加工，具有很好的可推廣性。
[0009]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是提供一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，該裝置包括回抽驅動組件[I]、回抽齒輪A[2]、回抽齒輪B[3]、絲杠螺母[4]、滾珠絲杠[5]、連接件A[6]、內外花鍵軸[7]、內置空心電機[8]、連接件B[9]、攪拌頭
[10];
所述回抽驅動組件[I]、回抽齒輪A[2]、絲杠螺母[4]與連接件A[6]通過螺釘連接；回抽齒輪B [3]通過螺釘與滾珠絲杠[5]連接，滾珠絲杠[5]通過軸承與內外花鍵軸[7]中的外花鍵軸連接；內外花鍵軸[7]的內花鍵軸與內置空心電機[8]通過軸孔配合連接，冷卻回路置于內置空心電機[8]外部，攪拌頭[10]與內外花鍵軸[7]中的內花鍵軸連接；通過連接件A [6]和連接件B [9]，利用螺釘將所述部件連接成一體。
[0010]進一步，所述當內置空心電機[8]工作時，帶動內外花鍵軸[7]的內花鍵軸，通過花鍵副帶動內外花鍵軸[7]的外花鍵軸和攪拌頭[10]做旋轉運動，實現機床主軸的主運動功能。
[0011]進一步，所述回抽驅動組件[I]通過回抽齒輪A[2]、回抽齒輪B[3]形成的齒輪副將運動傳遞到絲杠螺母[4]上，帶動滾珠絲杠[5]上下運動。滾珠絲杠[5]通過軸承與內外花鍵軸[7]的外花鍵軸連接，進而帶動連接在內外花鍵軸[7]的內花鍵軸上的攪拌頭[10]上下運動，進而實現在工作過程中攪拌針逐漸回抽，達到“無匙孔”攪拌摩擦焊接。
[0012]本發明與現有技術相比，其顯著優點:
1.本發明通過內置空心電機與機床主軸相連，可實現主軸電機與主軸的角度同步調整，代替了傳統攪拌摩擦焊接機床主軸電機與萬向聯軸節(或是其余可進行角度和長度調整的機構)后再與主軸相連的結構，實現攪拌摩擦焊接機床的零傳動。
[0013]2.本發明內外花鍵軸共同構成機床主軸，其中，內花鍵軸主要完成機床主軸的旋轉主運動，外花鍵軸與攪拌頭相連實現回抽功能。
[0014]3.本發明結構簡單，在攪拌摩擦焊接的實際工程應用中，取消了中間傳動部件，提高了機床的可靠性和機床焊接過程中的平穩性，為攪拌摩擦焊接機床小型化輕量化提供一個可行的方案。
[0015]4.本發明集成了攪拌摩擦焊接機床的回抽技術，避免產生匙孔。
[0016]5.本發明可根據實際通過更換電傳動和機械傳動零部件來實現不同厚度工件在攪拌摩擦焊接過程中的主軸運動和回抽功能的實現。
[0017]
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯。
[0019]圖1為帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置示意圖。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]參見示出本發明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發明。然而，本發明可以以許多不同形式實現，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。
[0022]如圖1所示，本發明優選實施例提供的帶回抽功能的攪拌摩擦焊接電主軸裝置包括:回抽驅動組件1、回抽齒輪A2、回抽齒輪B3、絲杠螺母4、滾珠絲杠5、連接件A6、內外花鍵軸7、內置空心電機8、連接件B9、攪拌頭10。
[0023]回抽驅動組件1、回抽齒輪A2、絲杠螺母4與連接件A6通過螺釘連接；回抽齒輪B3通過螺釘與滾珠絲杠5連接，滾珠絲杠5通過軸承與內外花鍵軸7中的外花鍵軸連接；內外花鍵軸7的內花鍵軸和外花鍵軸通過花鍵副連接，共同構成機床主軸，內外花鍵軸7的內花鍵軸與內置空心電機8通過軸孔配合連接，冷卻回路置于內置空心電機8外部，攪拌頭10與內外花鍵軸7中的內花鍵軸連接。通過連接件A6和連接件B9，利用螺釘將所述部件連接成一體。當內置空心電機8工作時，帶動內外花鍵軸7的內花鍵軸，通過花鍵副帶動內外花鍵軸7的外花鍵軸和攪拌頭10做旋轉運動，實現機床主軸的主運動功能。內置空心電機8與外殼形成一個內部冷卻回路，通過在回路中進行冷卻液體的循環，將內置空心電機8在運行過程中產生的熱量及時帶走，保證內置空心電機8和主軸的性能。
[0024]同時，回抽驅動組件I通過回抽齒輪A2、回抽齒輪B3形成的齒輪副將運動傳遞到絲杠螺母4上，帶動滾珠絲杠5上下運動。滾珠絲杠5通過軸承與內外花鍵軸7的外花鍵軸連接，進而帶動連接在內外花鍵軸7的內花鍵軸上的攪拌頭10上下運動，進而實現在工作過程中攪拌針逐漸回抽，達到“無匙孔”攪拌摩擦焊接。
[0025]本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，其特征在于，包括:回抽驅動組件[I]、回抽齒輪A[2]、回抽齒輪B[3]、絲杠螺母[4]、滾珠絲杠[5]、連接件A[6]、內外花鍵軸[7]、內置空心電機[8]、連接件B[9]、攪拌頭[10]; 所述回抽驅動組件[I]、回抽齒輪A[2]、絲杠螺母[4]與連接件A[6]通過螺釘連接；回抽齒輪B [3]通過螺釘與滾珠絲杠[5]連接，滾珠絲杠[5]通過軸承與內外花鍵軸[7]中的外花鍵軸連接；內外花鍵軸[7]的內花鍵軸與內置空心電機[8]通過軸孔配合連接，冷卻回路置于內置空心電機[8]外部，攪拌頭[10]與內外花鍵軸[7]中的內花鍵軸連接；通過連接件A [6]和連接件B [9]，利用螺釘將所述部件連接成一體。2.根據權利要求1所述的帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，其特征在于，所述當內置空心電機[8]工作時，帶動內外花鍵軸[7]的內花鍵軸，通過花鍵副帶動內外花鍵軸[7]的外花鍵軸和攪拌頭[10]做旋轉運動，實現機床主軸的主運動功能。3.根據權利要求1所述的帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，其特征在于，所述內置空心電機[8]與外殼形成一個內部冷卻回路，通過在回路中進行冷卻液體的循環，將內置空心電機[8]在運行過程中產生的熱量及時帶走，保證內置空心電機[8]和主軸的性能。4.根據權利要求1所述的帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，其特征在于，所述回抽驅動組件[I]通過回抽齒輪A[2]、回抽齒輪B[3]形成的齒輪副將運動傳遞到絲杠螺母[4]上，帶動滾珠絲杠[5]上下運動，滾珠絲杠[5]通過軸承與內外花鍵軸[7]的外花鍵軸連接，進而帶動連接在內外花鍵軸[7]的內花鍵軸上的攪拌頭[10]上下運動，進而實現在工作過程中攪拌針逐漸回抽。
【專利摘要】本發明公開了一種帶回抽功能的攪拌摩擦焊電主軸裝置，該裝置包括回抽驅動組件、回抽齒輪A、回抽齒輪B、絲杠螺母、滾珠絲杠、連接件A、內外花鍵軸、內置空心電機、連接件B、攪拌頭。其中：內置空心電機與內花鍵軸通過軸孔配合連接，外花鍵軸與內花鍵軸通過花鍵相連，外花鍵軸與攪拌頭連接；當內置空心電機工作時，帶動內花鍵軸，通過花鍵副帶動外花鍵軸運動，實現主軸的旋轉運動。回抽驅動組件通過回抽齒輪A、回抽齒輪B將運動傳遞到絲杠螺母上，帶動滾珠絲杠上下運動。滾珠絲杠與外花鍵軸連接，進而帶動連接在外花鍵軸上的攪拌頭上下運動，實現在工作過程中攪拌頭逐漸回抽，達到“無匙孔”攪拌摩擦焊接。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN105618924
【申請號】CN201410599916
【發明人】林永勇, 郭立杰, 張華德
【申請人】上海航天設備制造總廠
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月31日