滑动，袖套轴下端与袖套相连，搅拌针轴下端与搅拌针相连;袖套轴通过花键形式驱动内部的搅拌针轴实现二者的同轴同步旋转，采用外环带动内环的运动，具有驱动力矩小的优点，降低功率等有益效果。外壳体16内的袖套轴上方设有第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠的螺杆2为中空螺杆，搅拌针轴可上下滑动的穿设于第一滚珠丝杠的螺杆2内，第一滚珠丝杠的螺杆2下端设有第一轴承架6，袖套轴上端部经轴承7安装在第一轴承架6上;外壳体内的搅拌针轴上方设有第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠的螺杆22下端设有第二轴承架18，搅拌针轴上端部经轴承17安装在第二轴承架18上;第一滚珠丝杠的螺杆和第一轴承架、第二滚珠丝杠的螺杆和第二轴承架的特定结构实现了袖套轴和搅拌针轴在高速旋转的同时还能轴向运动，而且保证了袖套和搅拌针以及夹套的同轴度。设有第一动力源23和第二动力源24，第一动力源23和第二动力源24分别与第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母相连，用于驱动螺母转动、带动滚珠丝杠的螺杆上下运动，从图1中可以看出，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母经轴承同轴的定位安装于外壳体内，具体的，外壳体内同轴的设有第一轴承5和第二轴承19，第一轴承5和第二轴承19内分别设有同轴的第一大带轮4和第二大带轮20，第一滚珠丝杠的螺母3和第二滚珠丝杠的螺母21分别与第一大带轮4和第二大带轮20同轴固定连接。所述的中空轴电机1的中空主轴9、袖套轴8、搅拌针轴1、第一滚珠丝杠的螺杆2和第二滚珠丝杠的螺杆22同轴。本实施例中中空轴电机10为中空无框伺服电机，中空伺服电机的使用解决了传统伺服电机和同步带传送机构带来的倾覆力矩问题，更好的保证了袖套和搅拌针以及夹套的同轴度，并使驱动袖套和搅拌针旋转的传动链缩短为零，从而避免了使用传统传动机构带来的反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损等问题。所述的第一动力源和第二动力源均为伺服电机，两台伺服电机经传动装置分别与第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母相连；用于驱动第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母转动。第一伺服电机经行星减速器、小带轮、同步带与固定在第一滚珠丝杠螺母上的大带轮相连，用于驱动第一滚珠丝杠的螺母转动；同理，第二伺服电机经另一套行星减速器、小带轮、同步带与固定在第二滚珠丝杠螺母上的大带轮相连，用于驱动第二滚珠丝杠的螺母转动;袖套和搅拌针的同轴轴向相对运动采用滚珠丝杠螺母内嵌在同步带轮中，并采用中空滚珠丝杠的结构，避免了驱动袖套和搅拌针轴向运动的动力源与其不同轴而带来的不利的倾覆力矩。
[0016]本发明进一步改进，所述的外壳体由多节段组合而成，便于本发明的装卸及维修。所述的中空轴电机为中空轴伺服电机，中空轴伺服电机及第一动力源和第二动力源的控制端分别与控制器相连;控制器用于控制电机及动力源的工作状态。
[0017]本发明在工作时，将中空轴电机、第一动力源、第二动力源和控制器的电源线与电源连通，使用加压装置驱动本发明的点焊装置，使夹套压紧在待焊工件上，第一动力源、第二动力源工作、带动袖套和搅拌针紧贴工件上表面，中空轴电机工作、带动袖套和搅拌针旋转，与工件摩擦生热，使工件材料塑化；当工件材料达到足够的塑性状态时，通过控制第一动力源和第二动力源使袖套下压，搅拌针上升或者袖套上升，搅拌针下压。上升是为了给塑性材料提供空间，下压是为了对塑性材料进行搅拌，促进其融合。当搅拌针或袖套下压达到焊接厚度要求时，搅拌针和袖套反向相对运动，进一步促进材料融合，同时起到回填作用。当搅拌针和袖套反向运动到焊接前的平面时，加压装置带动本发明的点焊装置上升，夹套离开工件，焊接完成。本发明具有动力传输系统简单、动力传输稳定，搅拌针和袖套不会因受径向力而发生形变，有效减轻了摩擦、振动、噪声及磨损等问题，整体稳定性高，焊接效果佳、使用寿命长，装置整体体积小等优点。
【主权项】
1.一种回填式搅拌摩擦点焊装置，包括外壳体及由搅拌针、袖套、夹套组成的搅拌头，夹套固定在外壳体下端部，袖套可自由转动及上下滑动的套设于夹套内，搅拌针可上下滑动的套设于袖套内，其特征在于外壳体内设有中空轴电机，中空轴电机的中空主轴内设有中空的袖套轴，袖套轴内设有搅拌针轴，袖套轴和搅拌针轴为花键轴，中空主轴上设有与袖套轴相配合的袖套花键套，袖套轴上设有与搅拌针轴相配合的搅拌针花键套，袖套轴下端与袖套相连，搅拌针轴下端与搅拌针相连;外壳体内的袖套轴上方设有第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠的螺杆为中空螺杆，搅拌针轴可上下滑动的穿设于第一滚珠丝杠的螺杆内，第一滚珠丝杠的螺杆下端设有第一轴承架，袖套轴上端部经轴承安装在第一轴承架上;外壳体内的搅拌针轴上方设有第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠的螺杆下端设有第二轴承架，搅拌针轴上端部经轴承安装在第二轴承架上;设有第一动力源和第二动力源，第一动力源和第二动力源分别与第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母相连。2.根据权利要求1所述的回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于所述的中空轴电机的中空主轴、袖套轴、搅拌针轴、第一滚珠丝杠的螺杆和第二滚珠丝杠的螺杆同轴。3.根据权利要求1或2所述的回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于所述的第一动力源和第二动力源均为伺服电机，两台伺服电机经传动装置分别与第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的螺母相连。4.根据权利要求3所述的回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于所述的外壳体由至少两部分组合而成。5.根据权利要求1或2或4所述的回填式搅拌摩擦点焊装置，其特征在于所述的中空轴电机为中空轴伺服电机，中空轴伺服电机及第一动力源和第二动力源的控制端分别与控制器相连。
【专利摘要】一种回填式搅拌摩擦点焊装置，涉及搅拌摩擦焊接技术领域，夹套固定在外壳体下端部，袖套套设于夹套内，搅拌针套设于袖套内，设有中空轴电机，中空轴电机内设有中空的袖套轴，袖套轴内设有搅拌针轴，袖套轴与袖套相连，搅拌针轴与搅拌针相连；袖套轴上方设有螺杆为中空螺杆的第一滚珠丝杠，搅拌针轴穿设于第一滚珠丝杠的螺杆内，第一滚珠丝杠的螺杆下端设有第一轴承架，袖套轴上端部安装在第一轴承架上；搅拌针轴上方设有第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠的螺杆下端设有第二轴承架，搅拌针轴上端部安装在第二轴承架上；第一动力源和第二动力源分别与两个丝杠的螺母相连。具有结构简单、系统稳定性高，焊接精度高、效果好，使用寿命长等优点。
【IPC分类】B23K20/12, B23K20/26
【公开号】CN205166172
【申请号】CN201521011871
【发明人】周利, 王瑞, 张锦标, 冯吉才
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月9日