专利名称：摩擦压接机和摩擦压接方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将工件彼此之间摩擦压接接合的摩擦压接机以及使用该摩擦压接机的摩擦压接方法，特别适合外径不同的工件之间或者长尺寸的工件之间的摩擦压接和机械加工的连续化。
背景技术：
使工件彼此之间的接合面产生旋转摩擦力，利用由该旋转摩擦产生的热能进行挤压、固相压接合的摩擦压接法是众所周知的(专利文献1)。在这种摩擦压接法中，为了得到较高的接合强度，接合面的品质是重要的，此外， 因为通过顶锻压力对由于接合面发热而处于软化状态的工件彼此之间进行挤压，所以有必要考虑全长的尺寸变化和容易在接合部产生的毛刺(专利文献2)。另一方面，例如图4(a)所示，在加工具有凸缘部Wl的长尺寸产品时，在凸缘部的根部分的加工中，在主轴146上安装外伸的长刀具147进行加工，但是，存在刀尖易产生摆动，加工精度降低的问题。因此，在这种产品的情况中，分别对凸缘部Wl和轴部W2进行加工，之后对Wl和W2 进行摩擦压接的方法是有效的，但是，因为现有技术是在与加工机不同的其他的摩擦压接机上分别装夹工件进行摩擦压接，所以，例如如图4(c)所示，在加工凸缘部Wl的端面时，存在因为工件从装夹的夹具上被卸下一次，必须再次进行旋转方向的相位定位的问题。专利文献1 日本特开2008-272834号公报专利文献2 日本特开平9-1414M号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)本发明的目的是提供一种能够相互、连续地进行机械加工和摩擦压接，生产率高的摩擦压接机以及使用该摩擦压接机的接合和加工方法。(用于解决课题的方法)本发明涉及的摩擦压接机的特征为具有旋转卡盘，所述旋转卡盘左右相对向，并由主轴电动机进行旋转驱动控制；具有进给电动机，所述进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时所需的压力、以及所述主轴电动机在停止后的顶锻时所需的挤压力；具有至少一台以上的刀具台，所述刀具台被从垂直于相对向的所述主轴电动机之间的中心线的方向进行进给位置控制。这里，通过使由主轴电动机进行旋转驱动控制的旋转卡盘在左右相对向配置，从而与刀具台组合，能够单独地对装夹固定在各个旋转卡盘上的工件进行车削加工和铣削加工等机械加工。因此，具有旋转卡盘，所述旋转卡盘左右相对向，并由主轴电动机进行旋转驱动控制。具有进给电动机，所述进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时所需的压力、以及所述主轴电动机在停止后的顶锻时所需的挤压力。具有至少一台以上的刀具台，所述刀具台被从垂直于相对向的所述主轴电动机之间的中心线的方向进行进给位置控制。将工件Wl装夹固定在一侧的旋转卡盘上，根据需要对该工件Wl进行指定的加工，将工件W2装夹固定在另一侧的旋转卡盘上，根据需要对该工件W2进行指定的加工，之后能够对装夹固定在两侧的旋转卡盘上的工件Wl和W2进行摩擦压接。再者，能够在对工件Wl和W2进行摩擦压接后，将该工件交给一侧的旋转卡盘，进行进一步加工。这里，至少有一台刀具台即可。但是，因为具有左右相对向的两个主轴，所以刀具台可以设置两台以上，进而，优选为回转刀具台。(发明的效果)在本发明涉及的摩擦压接机中，在左右相对向配置由主轴电动机进行旋转驱动控制的旋转卡盘，并且具有进给电动机，该进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时的压力、以及顶锻时的挤压力，此外具有至少一台以上的刀具台，从而能够相互、连续地进行机械加工和摩擦压接加工，加工精度高，生产效率好。
图1示出了对外径不同的Wl和W2进行加工和接合的实例。
图2示出了比较长尺寸的材料的接合和加工的实例。
图3示意地示出了本发明涉及的摩擦压接机的构成例。
图ζt示出了现有技术的加工例。
符号说明
10R轴主轴
11R侧卡盘
12R侧进给电动机
20L侧主轴
21L侧卡盘
30第一刀具台
31第一转台
40第二刀具台
41第二转台
具体实施例方式根据图3对本发明涉及的摩擦压接机的构成例进行说明。在基座1上的左侧具有L侧主轴20和由该主轴电动机进行旋转驱动控制的L侧卡盘21。为使L侧主轴和轴线一致，在右侧相对向配置R侧主轴10，R侧卡盘11由该主轴电动机进行旋转驱动控制。本实施例中为R侧主轴10由R侧进给电动机12和滚珠螺杆13在Z轴方向上进行移动控制的实例。左右相对向配置的两根主轴的至少一侧具有在Z轴方向上被进行位置控制的进给电动机即可。R侧进给电动机12为伺服电动机，在摩擦压接接合工序中，能够得到镦锻压力和顶锻压力(挤压力)。在L侧主轴20和R侧主轴10的轴线上的图3的纸面上侧，具备带有第一转台31 的第一刀具台30。第一刀具台30具有通过滚珠螺杆3 在Z轴方向上进行移动控制的进给电动机 32、从与主轴线相垂直的方向朝主轴线在X轴方向上进行进给位置控制的进给电动机33、 以及在Y轴方向上进行位置控制的进给电动机34。同样，在主轴线的下侧具备带有第二转台41的第二刀具台40。第二刀具台40在Z轴方向、X轴方向、Y轴方向的位置分别由具有滚珠螺杆4 的进给电动机42、进给电动机43、44来控制。另外，在本实施例中显示的是由两组转台构成的两转台型式，也可以是三转台型式或者四转台型式。此外，刀具台也可以是具备被进行B轴回转控制的刀具台。下面，根据图1以相对外径大的工件Wl和比其外形小的形成轴部的工件W2为例， 对进行摩擦压接接合的过程例进行说明。如图1 (a)所示，将工件W2装夹固定在L侧卡盘21上，使工件W2旋转的同时，由安装在省略图示的第一转台31上的车刀36等工具实施接合面的加工等。另一方面，将工件Wl装夹固定在R侧主轴10上，由安装在第二转台41上的工具轴46和旋转工具47等实施接合面和其他必要的加工。如图1(b)所示，使工件W2停止旋转以使其固定，在压接安装在R侧主轴10的工件Wl的同时，使其高速旋转。此时的镦锻力由省略图示的R侧进给电动机12控制，当接合面由于摩擦热而熔融软化时，停止旋转，由R侧进给电动机12顶锻挤压，进行压接。此时的镦锻力、顶锻挤压力被伺服控制。如图1(c)和(d)所示，接合完成后的工件通过L侧主轴20和R侧主轴10相互交给工件，能够用铣削刀具47和车削刀具48等连续地进行必要的加工。图2示出了比较长尺寸的材料的摩擦压接和机械加工的过程例。分别将工件W2、Wl装夹固定在L侧主轴20和R侧主轴10上，使用工具36、48等实施接合面等所需的加工，如图2(b)所示那样进行摩擦压接。在通过接合工件Wl和W2而成为长尺寸材料时，能够通过安装在转台上的芯压台 49的中心销49a在芯压工件中心的同时，用车刀36等一边实施必要的加工，一边除去在接合部产生的毛刺d。再者，如图2(d)所示，将工件交给R侧主轴10，也能够进一步实施必要的加工。相对于现有的摩擦压接机中单侧为固定卡盘的情况，在本发明中，左右相对向配置由主轴电动机进行旋转控制的旋转卡盘，并且，通过与刀具台组合，从而能够连续地进行车削和切削等机械加工和摩擦压接，工件的定位精度高，产品尺寸精度提高，能够连续进行接合部的毛刺去除等动作，生产率提高。
权利要求
1.一种摩擦压接机，其特征在于具有旋转卡盘，所述旋转卡盘左右相对向，并由主轴电动机进行旋转驱动控制， 具有进给电动机，所述进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时所需的压力、以及所述主轴电动机在停止后的顶锻时所需的挤压力，具有至少一台以上的刀具台，所述刀具台被从垂直于相对向的所述主轴电动机之间的中心线的方向进行进给位置控制。
2.—种摩擦压接方法，其特征在于具有旋转卡盘，所述旋转卡盘左右相对向，并由主轴电动机进行旋转驱动控制， 具有进给电动机，所述进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时所需的压力、以及所述主轴电动机在停止后的顶锻时所需的挤压力，具有至少一台以上的刀具台，所述刀具台被从垂直于相对向的所述主轴电动机之间的中心线的方向进行进给位置控制，将工件Wl装夹固定在一侧的旋转卡盘上，根据需要对该工件Wl进行指定的加工，将工件W2装夹固定在另一侧的旋转卡盘上，根据需要对该工件W2进行指定的加工，之后对装夹固定在两侧的旋转卡盘上的工件Wl和W2进行摩擦压接。
3.根据权利要求2所述的摩擦压接方法，其特征在于在对工件Wl和W2进行摩擦压接后，将该工件交给一侧的旋转卡盘，进行进一步加工。
全文摘要
本发明提供一种能够相互、连续地进行机械加工和摩擦压接，生产率高的摩擦压接机以及使用该摩擦压接机的接合和加工方法。摩擦压接机的特征为具有旋转卡盘，所述旋转卡盘左右相对向，并由主轴电动机进行旋转驱动控制；具有进给电动机，所述进给电动机被控制，使得产生至少一侧的主轴电动机在进行熔融压接的镦锻时所需的压力、以及所述主轴电动机在停止后的顶锻时所需的挤压力；具有至少一台以上的刀具台，所述刀具台被从垂直于相对向的所述主轴电动机之间的中心线的方向进行进给位置控制。
文档编号B23K20/12GK102310263SQ201010221288
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者松田博光, 纸野清一 申请人:中村留精密工业株式会社