一种搅拌摩擦点焊的主轴机头的制作方法
【专利说明】一种搅拌摩擦点焊的主轴机头
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及机械领域，特别涉及一种搅拌摩擦点焊的主轴机头。
[0003]
【背景技术】
[0004]铝合金材料由于重量轻、抗腐蚀、易成形等优点被广泛应用于工业制造领域，随着新型牌号的硬铝、超硬铝等材料的出现，铝合金材料的性能的进一步提高，并在航空航天、高速列车、高速舰船等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。传统的焊接方法焊接变形大是铝合金材料应用上的一个重要问题。
[0005]回填式搅拌摩擦点焊(FSSW)是德国GKSS在搅拌摩擦焊接基础上发明的一种新兴的固相联接技术。自从回填式搅拌摩擦点焊被发明以来，该技术得到广泛的关注和深入的研究，特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和工程应用开发，并且在诸多工业制造领域得到了成功应用。
[0006]电主轴式搅拌摩擦点焊主轴机头是回填式搅拌摩擦电焊装置的主要组成部分，但是电主轴式搅拌摩擦点焊主轴机头体积庞大，导致工作时灵活不足；并且搅拌针和搅拌套会发生轴向相对运动，影响工作效率。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是，现有搅拌摩擦点焊的主轴机头体积庞大，工作效率低；为解决所述问题，本发明提供一种搅拌摩擦点焊的主轴机头，包括:主轴电机、第一回抽电机、第二回抽电机、搅拌针、搅拌套；所述主轴电机安装于主轴机头内部；焊接时，主轴电机带动搅拌针和搅拌套分别作旋转运动；第一回抽电机带动搅拌针沿轴向运动；第二回抽电机带动搅拌套沿轴向运动。
[0008]进一步，还包括第一动力传递装置，所述第一动力传递装置为搅拌针的轴向运动提供动力传递，包括:第一齿轮、第二齿轮、第一丝杆轴、第一丝杆螺母、第一花键轴和第一轴承；所述第一丝杆螺母与主轴机座固连，第一丝杆轴与第一丝杆螺母配合使用;第一花键轴与第一丝杆轴通过第一轴承相连，第一回抽电机通过第一齿轮、第二齿轮带动第一丝杆轴进行轴向运动，进而带动第一花键轴沿轴向运动，第一花键轴带动搅拌针沿轴向运动。
[0009]进一步，所述主轴电机包括:电主轴、主轴电机定子、主轴电机转子；所述第一花键轴沿轴向穿过所述电主轴，所述主轴电机带动第一花键轴转动，从而带动搅拌针转动。
[0010]进一步，所述的主轴电机定子与主轴机座固连，主轴电机转子与电主轴固连；所述电主轴与第一花键轴、第二花键轴通过花键方式连接。
[0011]进一步，还包括第二动力传递装置，所述第二动力传递装置为搅拌套的轴向运动提供动力传递，包括:第三齿轮、第四齿轮、第二丝杆轴、第二丝杆螺母、第二花键轴和第二轴承；所述第二丝杆螺母与主轴机座固连，第二丝杆轴与第二丝杆螺母配合使用；第二花键轴与第二丝杆轴通过第二轴承相连，第二回抽电机通过第三齿轮、第四齿轮带动第二丝杆轴进行轴向运动，进而带动第二花键轴沿轴向运动，第二花键轴带动搅拌套沿轴向运动。
[0012]进一步，所述主轴电机带动第二花键轴旋转，所述第二花键轴带动搅拌套旋转。
[0013]进一步，所述第一花键轴与搅拌针机械连接；搅拌套与第二花键轴固连；搅拌套一端与第二丝杆轴连接，另一端套在搅拌针外侧。
[0014]进一步，所述搅拌套外侧套有压紧套。
[0015]本发明的优点包括:
1.主轴电机内置于搅拌摩擦焊主轴机头，提高主轴机头的集成度，使装置结构更加紧凑;
2.采用电主轴电机内置于搅拌摩擦焊主轴机头,减小主轴机头的体积,提高主轴机头运动的灵活性；
3.采用双回抽电机控制搅拌针和搅拌套的轴向运动，提高搅拌摩擦点焊焊接的灵活性，避免了搅拌针和搅拌套轴向相对运动，降低焊接缺陷率，提高生产效率。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头结构示意图；
图2是本发明实施例提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头局部放大示意图。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]由【背景技术】可知，现有的搅拌摩擦点焊的主轴机头结构庞大，且效率低；发明人针对上述问题进行研究，在本发明中提供一种搅拌摩擦点焊的主轴机头。下文中，结合附图和实施例对本发明所提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头作进一步阐述。
[0020]参考图1，本发明提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头，包括:主轴电机、第一回抽电机1、第二回抽电机2、搅拌针14、搅拌套16 ;所述主轴电机安装于主轴机头内部；焊接时，主轴电机带动搅拌针和搅拌套分别作旋转运动；第一回抽电机1带动搅拌针14沿轴向运动；第二回抽电机2带动搅拌套16沿轴向运动。
[0021]在本发明的实施例中，所述主轴电机内置于搅拌摩擦焊主轴机头，提高主轴机头的集成度，减小了主轴机头的体积，使装置结构更加紧凑；采用第一回抽电机和第二回抽电机分别控制搅拌针和搅拌套的轴向运动，提高搅拌摩擦点焊焊接的灵活性，避免了搅拌针和搅拌套轴向相对运动，降低焊接缺陷率，提高生产效率。
[0022]继续参考图1，本发明所提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头中，通过第一动力传递装置为搅拌针14的轴向运动提供动力传递，包括:第一齿轮17、第二齿轮18、第一丝杆轴4、第一丝杆螺母3、第一花键轴5和第一轴承；所述第一丝杆螺母3与主轴机座固连，第一丝杆轴4与第一丝杆螺母3配合使用；第一花键轴5与第一丝杆轴4通过第一轴承相连，第一回抽电机1通过第一齿轮17、第二齿轮18带动第一丝杆轴4进行轴向运动，进而带动第一花键轴5沿轴向运动，第一花键轴5带动搅拌针14沿轴向运动。所述第一动力传递装置安装在所述主轴机头远离搅拌针的一端。所述主轴电机包括:电主轴8、主轴电机定子6、主轴电机转子7 ;所述第一花键轴5沿轴向穿过所述电主轴8,所述主轴电机带动第一花键轴5转动，从而带动搅拌针14转动。综上，第一回抽电机1为搅拌针轴向运动提供动力，主轴电机为搅拌针旋转提供动力。
[0023]继续参考图1，本发明所提供的搅拌摩擦点焊的主轴机头中，通过第二动力传递装置为搅拌套16的轴向运动提供动力传递，第二动力传递装置包括:第三齿轮10、第四齿轮
11、第二丝杆轴12、第二丝杆螺母13、第二花键轴9和第二轴承；所述第二丝杆螺母13与主轴机座固连，第二丝杆轴12与第二丝杆螺母13配合使用；第二花键轴9与第二丝杆轴12通过第二轴承相连，第二回抽电机2通过第三齿轮10、第四齿轮11带动第二丝杆轴12进行轴向运动，进而带动第二花键轴9沿轴向运动，第二花键轴9带动搅拌套16沿轴向运动。所述主轴电机带动第二花键轴9旋转，所述第二花键轴9带动搅拌套16旋转。
[0024]所述的主轴电机定子6与主轴机座固连，主轴电机转子7与电主轴8固连；所述电主轴8与第一花键轴5、第二花键轴9通过花键方式连接；所以可以实现搅拌针14、搅拌套16旋转和轴向复合运动。
[0025]结合参考图1和图2，所述第一花键轴5与搅拌针14机械连接；搅拌套16与第二花键轴9固连；搅拌套16 —端与第二丝杆轴连接，另一端套在搅拌针14外侧。所述搅拌套16外侧套有压紧套15，从而实现搅拌套和搅拌针在周向的定位。
[0026]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，包括:主轴电机、第一回抽电机(1)、第二回抽电机(2)、搅拌针(14)、搅拌套(16);所述主轴电机安装于主轴机头内部；焊接时，主轴电机带动搅拌针和搅拌套分别作旋转运动；第一回抽电机(1)带动搅拌针(14)沿轴向运动；第二回抽电机(2)带动搅拌套(16)沿轴向运动。2.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，还包括第一动力传递装置，所述第一动力传递装置为搅拌针(14)的轴向运动提供动力传递，包括:第一齿轮(17)、第二齿轮(18)、第一丝杆轴(4)、第一丝杆螺母(3)、第一花键轴(5)和第一轴承；所述第一丝杆螺母(3)与主轴机座固连，第一丝杆轴(4)与第一丝杆螺母(3)配合使用；第一花键轴(5)与第一丝杆轴(4)通过第一轴承相连，第一回抽电机(1)通过第一齿轮(17)、第二齿轮(18)带动第一丝杆轴(4)进行轴向运动，进而带动第一花键轴(5)沿轴向运动，第一花键轴(5)带动搅拌针(14)沿轴向运动。3.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，所述主轴电机包括:电主轴(8)、主轴电机定子(6)、主轴电机转子(7);所述第一花键轴(5)沿轴向穿过所述电主轴(8)，所述主轴电机带动第一花键轴(5)转动，从而带动搅拌针(14)转动。4.依据权利要求3所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，所述的主轴电机定子(6)与主轴机座固连，主轴电机转子(7)与电主轴(8)固连；所述电主轴(8)与第一花键轴(5 )、第二花键轴(9 )通过花键方式连接。5.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，还包括第二动力传递装置，所述第二动力传递装置为搅拌套(16)的轴向运动提供动力传递，包括:第三齿轮(10)、第四齿轮(11)、第二丝杆轴(12)、第二丝杆螺母(13)、第二花键轴(9)和第二轴承；所述第二丝杆螺母(13)与主轴机座固连，第二丝杆轴(12)与第二丝杆螺母(13)配合使用；第二花键轴(9)与第二丝杆轴(12)通过第二轴承相连，第二回抽电机(2)通过第三齿轮(10)、第四齿轮(11)带动第二丝杆轴(12)进行轴向运动，进而带动第二花键轴(9)沿轴向运动，第二花键轴(9 )带动搅拌套(16 )沿轴向运动。6.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，所述主轴电机带动第二花键轴(9 )旋转，所述第二花键轴(9 )带动搅拌套(16 )旋转。7.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，所述第一花键轴(5)与搅拌针(14)机械连接；搅拌套(16)与第二花键轴(9)固连；搅拌套(16) —端与第二丝杆轴连接，另一端套在搅拌针(14)外侧。8.依据权利要求1所述的搅拌摩擦点焊的主轴机头，其特征在于，所述搅拌套(16)外侧套有压紧套(15)。
【专利摘要】本发明公开了一种搅拌摩擦点焊的主轴机头包括：主轴电机、第一回抽电机、第二回抽电机、搅拌针、搅拌套；所述主轴电机安装于主轴机头内部；焊接时，主轴电机带动搅拌针和搅拌套分别作旋转运动；第一回抽电机带动搅拌针沿轴向运动；第二回抽电机带动搅拌套沿轴向运动。通过本发明可以减小主轴机头的体积，提高搅拌摩擦点焊的效率。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN105458489
【申请号】CN201410409055
【发明人】范振昌, 林名润, 郭立杰, 赵维刚
【申请人】上海航天设备制造总厂
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月20日