专利名称：搅拌摩擦焊动力主轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动力主轴，特别是涉及一种金属焊接用的搅拌摩擦焊动力主 轴o
背景技术：
搅拌摩擦焊是一种新型低温固相连接技术。适用于难以用熔化焊接的低熔点合 金，在航天航空、船舶、高速列车、装甲战车等领域有着广泛应用。在搅拌摩擦焊机中，主轴 是决定这一技术的关键之一，为获得稳定的焊接质量，搅拌主轴必须确保搅拌焊头在承受 巨大摩擦动载荷的状态下，高速平稳旋转，同时实时驱动搅拌头轴向微动、轴向进给和焊接 工艺倾角调整等多重作用。但是，在目前所采用的搅拌摩擦焊主轴中，搅拌主轴与主驱动电 机分体布置，由皮带传动。主要存在以下缺点其一、分体传动高速振动大，抗振性较差，难以实现高转速大扭矩强力搅拌；其二、焊接过程控制要求搅拌头能实时进行轴向微量移动，以保证焊缝质量稳定， 而分体式主轴体积庞大，搅拌头轴向运动通过焊机横梁的上下移动来实现的，惯量大，运动 摩擦阻力大，难以灵敏准确地实时响应；其三、搅拌头工艺倾角固定，不便根据工艺要求进行调整，不便调整倾角，以满足 不同材料和不同厚度的搅拌摩擦焊的工艺要求；其四、进行大厚度焊接，或焊接大型构件时，搅拌头与工件间因剧烈摩擦，产生强 烈自激振动，现有搅拌摩擦焊主轴部件无消振措施，影响焊接稳定性和焊缝质量。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗振性较好、能实时进行轴向微量移 动、搅拌头工艺倾角调整方便的搅拌摩擦焊动力主轴。为了解决上述技术问题，本实用新型提供的搅拌摩擦焊动力主轴，包括主轴及其 搅拌焊头，所述的主轴由轴承组、下端盖和上端盖装卡在筒体内，转子固定在所述的主轴 上，定子固定在所述的筒体上，在所述的筒体的圆周墙体内设有循环冷却水道及其进出水 咀，所述的上端盖上固定设有丝杆，在主轴座上设有转座上盖，蜗轮螺母与所述的丝杆啮合 传动连接且支承在与所述的转座上盖一体的蜗轮箱内，所述的蜗轮螺母通过蜗杆与固定在 所述的转座上盖上的伺服电机传动连接，所述的筒体上设有键与所述的主轴座的内孔配合 导向上下滑动，所述的丝杆顶部与所述的主轴座之间连接有减振装置；所述的主轴座通过 芯轴定心与横溜板连接，所述的主轴座的圆形座板通过T型槽螺栓与所述的横溜板上的环 形T型槽紧固联接。所述的减振装置是所述的丝杆顶部连接有减振器筒体，减振器筒体内充满液压 油，所述的减振器筒体内设有活塞且所述的活塞上设节流小孔，所述的活塞与活塞杆固定 连接，所述的活塞杆与减振座固联，所述的减振座与所述的转座上盖固定联结。采用上述技术方案的搅拌摩擦焊动力主轴，本实用新型提出一种集搅拌摩擦焊接
3主轴、电机、焊接倾角调节机构、轴向微动机构和阻尼减振机构于一体的新型搅拌摩擦焊接 动力主轴。传动链缩至最短(无传动副)，在输出高转速大扭矩的同时，自身传动产生的振 动显著减小；搅拌主轴设轴向微量移动功能，缩短传动链，减小运动惯量，能对焊接过程控 制系统实时轴向调控信号作出灵敏准确的响应，实现稳定焊接；主轴座与溜板间采用芯轴 定心，转盘式紧固连接，倾角可调，满足不同焊接工况需要；在主轴顶端设置减振装置，有效 抑制搅拌头与工件间因剧烈摩擦而产生强烈自激振动，达到提高焊接稳定性和焊缝质量的 目的。该搅拌主轴技术的推广应用，将对于我国搅拌摩擦焊接技术的发展具有重要工程实 际意义。综上所述，本实用新型是一种抗振性较好、能实时进行轴向微量移动、搅拌头工艺 倾角调整方便的搅拌摩擦焊动力主轴。
图1为搅拌动力主轴主视图；图2为搅拌动力主轴俯视图；图3为搅拌动力主轴安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。如图1、图2和图3所示，搅拌焊头1装在主轴2下端，锥孔配合，主轴2由轴承组 4、下端盖3和上端盖9装卡在筒体5内，转子6固定主轴2上，定子7固定在筒体5上，由 转子6直接驱动主轴2旋转，在筒体5圆周墙体内设循环冷却水道，通过进出水咀10对内 置电机进行冷却。搅拌焊头1、主轴2、下端盖3、轴承组4、筒体5、转子6、定子7、上端盖9、 进出水咀10组成搅拌主轴核心部件，上端盖9上固定设有丝杆12，转座上盖11由螺钉紧固 在主轴座8上，蜗轮螺母13与丝杆12啮合传动连接且由推力轴承14、滑动轴承11、蜗轮箱 压盖16支承在与转座上盖11 一体的蜗轮箱内，与蜗轮螺母13对应的蜗杆22由闷盖26、轴 承27、透盖28支承于蜗轮箱上，蜗轮副由稀油润滑，伺服电机24固定在转座上盖11上，通 过连接套23与蜗杆22传动连接，伺服电机24通过连接套23、蜗杆22、蜗轮螺母13和丝杆 12，驱动搅拌主轴核心部件，筒体5上设有键25与主轴座8的内孔32配合导向上下滑动，整 体在主轴座8的内孔32内上下滑动，实现搅拌焊头1位置实时微调；丝杆12顶部连接减振 器筒体18，减振器筒体18内设有活塞19且活塞19上设节流小孔，活塞19与活塞杆20螺 纹连接，活塞杆20由螺母21与减振座17固联，减振座17与蜗轮箱压盖16螺栓联结。搅 拌焊头1的轴向振动经主轴2、轴承组4、筒体5、上端盖9和丝杆12，传到减振器筒体18，减 振器筒体18内充满液压油，振动能量最后由活塞19上的节流小孔形成的液体阻尼吸收，达 到消振目的。主轴座8通过芯轴29定心与横溜板30连接，主轴座8的圆形座板通过T型 槽螺栓31与横溜板30上的环形T型槽紧固联接。松开T型螺栓31，扳动搅拌动力主轴转 动所需工艺倾角θ，再拧紧T型螺栓31，满足不同工艺倾角需要。焊接时，当焊接进给方向 朝右时，动力主轴需要逆时针方向调整倾角，当焊接进给方向朝左时，动力主轴则顺时针方 向调整倾角。本实用新型的优点和积极效果 要表现在以下方面[0018]1、搅拌摩擦焊主轴系统采用电机与主轴合二为一的形式，传动链短，刚性好，结构 简单紧凑，传动效率高，焊接过程平稳，噪音低、振动小，有利于提高焊接质量，消除因振动 产生的组织疏松和空洞等焊接缺陷；2、搅拌主轴核心部件完成轴向微量进给和实时随动控制，运动惯量小，对控制信 号响应灵敏，从而可实现对焊接过程的精确灵敏控制；3、焊接倾角可实现任意调节以满足不同材料和厚度搅拌摩擦焊接的工艺要求。4、主轴顶端加装减震器能够很好的消除焊接过程中的振动，从而达到改善焊接质 量的效果。
权利要求一种搅拌摩擦焊动力主轴，包括主轴(2)及其搅拌焊头(1)，其特征是所述的主轴(2)装卡在筒体(5)内，转子(6)固定在所述的主轴(2)上，定子(7)固定在所述的筒体(5)上，在所述的筒体(5)的圆周墙体内设有循环冷却水道，所述的上端盖(9)上固定设有丝杆(12)，在主轴座(8)上设有转座上盖(11)，蜗轮螺母(13)与所述的丝杆(12)啮合传动连接且支承在与所述的转座上盖(11)一体的蜗轮箱内，所述的蜗轮螺母(13)通过蜗杆(22)与固定在所述的转座上盖(11)上的伺服电机(24)传动连接，所述的筒体(5)上设有键(25)与所述的主轴座(8)的内孔(32)配合导向上下滑动，所述的丝杆(12)顶部与所述的主轴座(8)之间连接有减振装置；所述的主轴座(8)通过芯轴(29)定心与横溜板(30)连接，所述的主轴座(8)的圆形座板通过T型槽螺栓(31)与所述的横溜板(30)上的环形T型槽紧固联接。
2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊动力主轴，其特征是所述的减振装置是所述的 丝杆(12)顶部连接有减振器筒体(18)，减振器筒体(18)内充满液压油，所述的减振器筒体 (18)内设有活塞(19)且所述的活塞(19)上设节流小孔，所述的活塞(19)与活塞杆(20) 固定连接，所述的活塞杆(20)与减振座(17)固联，所述的减振座(17)与所述的转座上盖 (11)固定联结。
专利摘要本实用新型公开了一种搅拌摩擦焊动力主轴，主轴(2)装卡在筒体(5)内，转子(6)固定在主轴(2)上，定子(7)固定在筒体(5)上，上端盖(9)上固定设有丝杆(12)，在主轴座(8)上设有转座上盖(11)，蜗轮螺母(13)与丝杆(12)啮合传动连接且支承在与转座上盖(11)一体的蜗轮箱内，蜗轮螺母(13)通过蜗杆(22)与伺服电机(24)传动连接，筒体(5)上设有键(25)与主轴座(8)的内孔(32)配合，丝杆(12)顶部与主轴座(8)之间连接有减振装置；主轴座(8)通过芯轴(29)定心与横溜板(30)连接，主轴座(8)的圆形座板通过T型槽螺栓(31)与所述的横溜板(30)上的环形T型槽紧固联接。本实用新型是一种抗振性较好、能实时进行轴向微量移动、搅拌头工艺倾角调整方便的搅拌摩擦焊动力主轴。
文档编号B23K20/12GK201618916SQ20102013970
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者贺地求 申请人:长沙市帝球机械有限公司