一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴的制作方法

本技术属于搅拌摩擦焊，涉及一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴。

背景技术：

1、搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术，与传统的高温融化焊接技术截然不同，是一种固相焊接，主要用在低熔点的铝、镁合金等轻金属结构领域，利用搅拌头在待焊接工件中的搅拌摩擦产生的热量使焊接材料发生局部塑性，进一步通过挤压形成一体。过去一般采用机械主轴作为搅拌摩擦焊主轴自动化程度低，传动链多，占用空间大，随着电主轴技术发展，现在逐步用内置式电主轴取代机械式主轴进行搅拌摩擦焊；虽然搅拌摩擦焊有着许多优点，但是，通常在搅拌头离开焊接工件时，在工件遗留“匙孔”的技术难题，影响焊缝的表面质量，同时，电主轴通常设计为搅拌摩擦焊设备专机使用，使用范围受到限制。

技术实现思路

1、针对现有焊接技术存在的缺陷和问题，提供了一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，旋转轴内部设置花键转换结构，将旋转运动转换为轴向运动，配合编码去的监控及驱动器的调控，实现搅拌头伸出和回抽，解决工件遗留“匙孔”的技术问题，用永磁电机取代异步电机，提高主轴的承载能力，在旋转主轴前端设置与卡盘相适配的锥度结构和耦合结构，实现主轴功能的多样化。

2、本实用新型所采取的技术方案：一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，包括旋转主轴部分、回抽主轴部分及搅拌主轴部分，所述旋转主轴包括旋转轴，该旋转轴设置为中空结构，在旋转轴内壁中段设置转换结构。

3、进一步，所述旋转轴内部转换结构是花键结构。

4、进一步，所述旋转轴中部外径设置安装永磁转子部件ⅰ，在永磁转子部件ⅰ外径设置套装永磁定子部件ⅰ，该永磁定子部件ⅰ设置安装在壳体ⅰ的内壁；所述的旋转轴两端设置安装轴承组ⅰ和轴承组ⅱ，轴承组ⅰ和轴承组ⅱ设置套装在壳体ⅰ两端内壁；轴承组ⅰ右端设置有锁紧螺母；轴承组ⅱ右端设置压紧螺母；所述的壳体ⅰ左、右端分别设置安装密封盖和端盖。

5、进一步，所述的回抽主轴，包括回抽转轴，该回抽转轴的左端设置内凹的台阶结构，内凹的台阶设置耦合固定回抽轴；回抽转轴的中部外径设置安装永磁转子部件ⅱ，在永磁转子部件ⅱ的外径设置套装永磁定子部件ⅱ，永磁定子部件ⅱ设置耦合固定在壳体ⅱ的内壁；所述的回抽转轴两端设置安装轴承组ⅲ和轴承ⅳ，轴承组ⅲ和轴承ⅳ设置套装在壳体ⅱ两端内壁；轴承组ⅲ左端设置夹紧螺母；轴承ⅳ设置安装在轴承盖左侧台阶内；在壳体ⅱ的左右两端分别设置安装压盖和轴承盖。

6、进一步，所述的回抽转轴右端耦合固定连接轴，在连接轴的右端设置安装编码器，在连接轴和编码器之间设置安装联轴器；编码器设置安装在外壳的右端。

7、进一步，所述的搅拌主轴，包括回抽轴，回抽轴的右端耦合固定在回抽转轴的内凹台阶中；回抽轴的左段外径设置与中间轴右端内壁螺纹段相适配的螺纹结构。

8、进一步所述的中间轴外径中部设置与旋转轴内壁花键结构相适配的外花键结构，中间轴右端设置与回抽轴的左段外螺纹相适配的内螺纹结构。

9、进一步所述的中间轴左端设置内锥孔。

10、进一步，所述的旋转轴左端设置与卡盘相适配的外锥结构和轴向螺纹通孔结构。

11、本实用新型的有益效果：1.此组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，包括旋转主轴、回抽主轴和搅拌主轴部分，为模块化设计，可以组合为一体作为搅拌摩擦焊主轴使用，旋转主轴也可以单独使用，使用范围广；2.此组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴旋转轴内部设置有花键结构，配合中间轴的花键结构和螺纹作用可以将回抽主轴的旋转运动转化为轴向位移运动，在驱动器的调控回抽主轴正反旋转作用在，实现搅拌头的回抽功能，解决焊接遗留的“匙孔”问题；3.此组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴通过永磁同步电机取代普通的皮带轮传动机构和异步电机驱动，配合编码器的使用，提高搅拌摩擦焊的承载负荷，提高了主轴的自动化程度和可靠性。

技术特征：

1.一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，包括旋转主轴部分、回抽主轴部分及搅拌主轴部分，其特征在于：所述旋转主轴包括旋转轴（1），该旋转轴（1）设置为中空结构，在旋转轴（1）内壁中段设置为花键的转换结构；所述旋转轴（1）中部外径设置安装永磁转子部件ⅰ（9），在永磁转子部件ⅰ（9）外径设置套装永磁定子部件ⅰ（8），该永磁定子部件ⅰ（8）设置安装在壳体ⅰ（4）的内壁；所述的旋转轴（1）两端设置安装轴承组ⅰ（5）和轴承组ⅱ（11），轴承组ⅰ（5）和轴承组ⅱ（11）设置套装在壳体ⅰ（4）两端内壁；轴承组ⅰ（5）右端设置有锁紧螺母（7）；轴承组ⅱ（11）右端设置压紧螺母（13）；所述的壳体ⅰ（4）左、右端分别设置安装密封盖（3）和端盖（12）。

2.根据权利要求1所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的回抽主轴，包括回抽转轴（18），该回抽转轴（18）的左端设置内凹的台阶结构，内凹的台阶设置耦合固定回抽轴（10）；回抽转轴（18）的中部外径设置安装永磁转子部件ⅱ（20），在永磁转子部件ⅱ（20）的外径设置套装永磁定子部件ⅱ（19），永磁定子部件ⅱ（19）设置耦合固定在壳体ⅱ（16）的内壁；所述的回抽转轴（18）两端设置安装轴承组ⅲ（17）和轴承ⅳ（22），轴承组ⅲ（17）和轴承ⅳ（22）设置套装在壳体ⅱ（16）两端内壁；轴承组ⅲ（17）左端设置夹紧螺母（14）；轴承ⅳ（22）设置安装在轴承盖（21）左侧台阶内；在壳体ⅱ（16）的左右两端分别设置安装压盖（15）和轴承盖（21）。

3.根据权利要求2所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的回抽转轴（18）右端耦合固定连接轴（23），在连接轴（23）的右端设置安装编码器（26），在连接轴（23）和编码器（26）之间设置安装联轴器（24）；编码器（26）设置安装在外壳（25）的右端。

4.根据权利要求1所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的搅拌主轴，包括回抽轴（10），回抽轴（10）的右端耦合固定在回抽转轴（18）的内凹台阶中；回抽轴（10）的左段外径设置与中间轴（6）右端内壁螺纹段相适配的螺纹结构。

5.根据权利要求4所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的中间轴（6）外径中部设置与旋转轴（1）内壁花键结构相适配的外花键结构，中间轴（6）右端设置与回抽轴（10）的左段外螺纹相适配的内螺纹结构。

6.根据权利要求4或5所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的中间轴（6）左端设置内锥孔。

7.根据权利要求1所述的组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，其特征在于：所述的旋转轴（1）左端设置与卡盘相适配的外锥结构和轴向螺纹通孔结构。

技术总结
本技术公开了一种组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，包括旋转主轴部分、回抽主轴部分及搅拌主轴部分，在旋转主轴和回抽主轴设置永磁电机，在旋转轴内壁设置内花键结构，搅拌主轴的中间轴中部外径设置与旋转轴内花键相适配的外花键结构，在中间轴右端设置与回抽轴的左段设置螺纹配合结构；在旋转轴左端设置与卡盘相适配的锥度结构和耦合结构。此组合式大功率搅拌摩擦焊电主轴，为模块化设计，组合为一体为搅拌摩擦焊主轴，旋转主轴也可以单独使用；在旋转轴内部的花键结构，配合中间轴的花键结构和螺纹作用将回抽主轴的旋转运动转化为轴向位移运动，配合驱动器的调控，实现搅拌头的回抽功能；通过永磁同步电机，提高搅拌摩擦焊的承载负荷。

技术研发人员：孔德海,赵重喜,赵鑫,姚俊哲,陈佳敏
受保护的技术使用者：安阳莱工科技有限公司
技术研发日：20221213
技术公布日：2024/1/12